采用逐次渐进法求解非圆形地下洞室映射函数

基于多角形映射理论,推导出单位圆外域到多角形外域的映射函数项数的一般表达式。采用逐次渐进法求解表达式,得到非圆形地下洞室的映射函数,编制计算机程序实现该算法。算例计算结果表明:该方法不仅适用于有对称轴的孔形,也适用于一般孔形;映射函数项数越多,映射精度越高;对于曲边孔形,映射函数取很少的项(4或5项)就能得到较为理想的映射孔形;对于含有较多角点的复杂洞形,映射函数需要取较多项才能得到较为理想的近似映射孔形,但在角点处误差较大;若对称图形的对称轴与x轴重合,则映射函数的各项为实数;运用程序计算时,只需要输入映射函数的项数和非圆形地下洞室洞形的DXF格式文件,就可得到非圆形地下洞室的映射函数。     

深埋3孔小净距隧道围岩压力计算方法及其工程应用

基于普氏理论,考虑开挖顺序以及中岩柱主要具有的承载松散岩土体和抑制围岩变形作用,提出3孔小净距隧道围岩压力的计算方法,并分析净距和开挖跨度对围岩压力分布规律的影响。通过与八达岭长城站3孔小净距隧道围岩压力实测值对比,验证计算方法的合理性和有效性。结果表明:中洞受力状态最为不利,边洞内侧围岩压力显著大于外侧;净距一定时,中洞或边洞跨度增大不仅导致各自洞室围岩压力增大,且会导致相邻洞室围岩压力增大;随净距增大,围岩压力逐渐降低并接近规范计算单洞值;Ⅴ级围岩段实测围岩压力约是Ⅲ级围岩段实测值的3倍,净距相同时,Ⅴ级围岩比Ⅲ级围岩更易形成极限承载拱;围岩压力理论计算值的偏差率在10%~25%。根据围岩压力的理论值和前期监测值,主动对隧道采取超前加固与加大锚杆长度,使实测围岩压力减小30%,可保障隧道施工安全。     

基于围岩变形控制的海底隧道突水安全风险分析

以厦门海底隧道左线风化槽为例,研究海底隧道突水安全风险控制。选择与风化槽地质条件类似的五通端陆域段进行地层变形监测。监测结果表明:地层沉降具有明显的分层传递性和阶段性;当地表沉降30～40mm、拱顶沉降55～70mm时,地表开始出现裂缝。采用FLAC3D对海域风化槽段进行数值模拟。结果表明:海域风化槽地层变形规律与陆域段现场实测一致性良好;在帷幕注浆、超前支护等辅助工法发挥作用后,风化槽段拱顶沉降能够控制在70mm以内。结合监测结果和数值模拟结果制定的安全风险控制标准:在采用十字中隔壁工法(CRD工法)施工条件下,海域风化槽地表沉降控制标准及施工突水对应的拱顶极限沉降值分别为40和70mm;突水安全风险管理级别分为预警、报警及极限3个等级。应采取的技术控制措施包括:辅助工法的合理应用、地层变形的过程控制、信息的及时监测与反馈、施工质量控制及紧急预案制定。     

金牛山隧道下穿高速公路爆破振动研究

以新建铁路三标段的金牛山隧道下穿高速公路施工中的爆破控制为背景,采用UDEC数值模拟方法研究爆破施工对既有结构物的影响规律。结合施工现场地表振动监测,模拟计算结果与实际监测数据基本一致,验证了UDEC模拟浅埋隧道爆破荷载作用下地表振动规律的有效性和正确性。模拟表明,在围岩条件、节理性质、爆破荷载均不改变的情况下,节理方向对最大振速影响明显,当节理方向为30°～70°时,爆破减振效果最好。同时,根据垂直振动速度和水平振动速度随爆源距离的衰减规律,提出了针对本工程的监测方案,对金牛山隧道成功下穿高速公路提供了有效指导。     

岩石孑L洞试件变形破坏的电测法实验

剪切裂纹（breakoutorspal｜ing）是硬岩地下洞室开挖损伤区的主要破裂形式,对实际岩体工程的稳定性起到了控制作用．选取了粉砂岩圆孔试件进行了双向不等压加载,采用贴应变片的电测法作为监测手段,对剪切裂纹形成演化规律及进一步诱发的破坏形式进行了实验研究．得到了试件表面观测点应力演化规律,在此基础上分析了不等压条件下剪切裂纹的发生机理：不等压下脆性硬岩洞壁不容易破坏,但当加载到一定水平时,破坏很突然,并迅速诱发了“V”形区;孔壁附近发生的是剪切破坏,孔壁深处发生的是拉剪复合型的破坏．     

高速铁路路基质量检测指标K30、Ev2、Evd的相关性分析

高速铁路施工中同时采用了K30、Ev2、Evd3项力学指标对路基压实质量进行检测,该3项指标的检测内容与检测原理接近.为了减少检测工作量、提高检测效率,本文在简要分析3项指标各自测试原理的基础上,利用大量实测数据,对3项指标进行了相关性分析.分析结果表明,3项指标具有较好的相关性,且用回归分析结果反算的数值与规范给出的标准相近,说明该3项指标具有较好的相互替代性.依据分析结果,认为用Ev2替代K30,或用Evd替代Ev2和K30都是可行的.     

响应面分析法在隧道相似材料试验中的应用

基于数理统计响应面分析法中的二次回归通用旋转法,将粘聚力与内摩擦角作为铁路隧道软弱围岩的研究指标:以重晶石、石英砂和凡士林等混合物作为铁路隧道软弱围岩的相似材料,通过应力控制式三轴试验仪进行常规三轴试验;利用非线性同归分析的方法对实验结果进行分析,分别得出相似材料配比与围岩粘聚力及内摩擦角的变化规律.综合考虑粘聚力与内摩擦角两个指标之后,最终得出与模型试验所需围岩条件相匹配的相似材料的重晶石、石英砂与凡士林的最佳配比为9.25:4.56:0.67.     

圆梁山隧道高压富水区帷幕注浆及止浆技术

针对圆梁山隧道高压富水区的岩溶水类型及特点,确定合理的注浆范围、注浆方式、注浆压力、注浆材料及注浆量等参数。在此基础上设计高压注浆的封孔和止浆系统,选择套筒的内外径尺寸及粘结剂,并对其可靠性进行分析和检算。针对不同溶洞类型,尤其是充填型溶洞,利用稳定岩层或止浆墙进行高压注浆,在细砂层地段实行分段注浆,循环进度为5m,不仅实现了安全,而且该系统应用于注浆施工中已取得理想效果,实现5m3·(m·d)-1的控制渗流量。     

山岭隧道工程的耐久性设计

隧道病害已经成为影响我国隧道工程安全运营的主要问题。除了施工质量和养护不周等原因外,隧道工程的耐久性设计没有得到足够重视是隧道工程在运营中不能长期维持其原有性能的主要因素之一。本文针对隧道工程的病害情况,分析隧道病害产生的机理,从隧道工程系统性的角度,对隧道工程耐久性设计进行分析和探讨,提出了各分项工程耐久性设计的要点,以期对隧道设计提供有益的参考。     

浅埋暗挖地铁车站下穿既有线结构施工方法研究

以北京地铁5号线崇文门车站过既有线段为研究对象,对下穿既有线结构的新线地铁车站施工方法进行研究。采用三维有限差分软件FLAC3D,对柱洞法、中洞法和侧洞法3种大断面地铁车站施工方法的施工全过程进行三维仿真分析,研究地表沉降、既有线沉降、既有线变形缝两端结构差异沉降和塑性区分布。研究结果表明:3种工法下第1阶段开挖造成的地表沉降在总沉降中占主要部分,柱洞法施工造成的地表沉降和既有线结构沉降最小,中洞法次之,侧洞法最大;不同工法下相同位置处的变形缝两端结构的差异沉降趋势相同,洞室上方变形缝两端结构的差异沉降先增大后减小,远离洞室的变形缝两端结构的差异沉降始终增大;3种地铁开挖方法产生的塑性区基本位于洞室周围,但侧洞法的塑性区深入到既有线结构,影响既有线结构的安全运营。可见,柱洞法相对于其他2种工法具有一定优势,在地层沉降控制要求比较严格时,推荐首选柱洞法。