寒区硬岩隧道冻胀力的量值及分布规律

根据寒区硬岩隧道冻胀力产生的机理,推导冻胀力的计算公式,并以此得出冻胀力的分布规律服从正态分布。采用半公式半经验的方法,即“等效弹性当量系数法”计算出冻胀力的量值。衬砌结构所受的冻胀力是由衬砌结构与围岩之间积存的水体冻胀引起的,其方向始终垂直于衬砌结构。积存的水体深度主要取决于施工因素,可近似为毛洞超挖的高度。冻胀力的大小与衬砌结构和冰的弹性当量系数的平均值、围岩的弹性抗力系数的平均值、水的冻胀率和积存水体的深度等有关,其量值随围岩级别的不同而有所差异,通常情况下冻胀力取0.9~1.43 MPa;而对冬季地下水仍很丰富的地区,其冻胀力取为0.92~2.31 MPa。当其它因素一定时,冻胀力随衬砌结构弹性当量系数的增大而增大,说明衬砌结构刚度的增加对抑制冻害不利,因此衬砌结构宜柔不宜刚。     

在既有建筑下修建浅埋暗挖岩石车站的关键技术

在既有建筑下方修建浅埋暗挖岩石车站的工程难度极大,如何保证上部既有建筑的安全和正常使用以及新建工程的安全是设计、施工的难点。以重庆北站(南广场)为例,提出在既有建筑下方修建浅埋暗挖岩石车站的若干关键技术,并通过数值模拟、现场监测进行验证,可为类似工程提供参考。研究结果表明：对大跨度、扁平的单层暗挖车站,在浅埋岩层中近距离下穿建筑物时采用中洞法是合理可行的,通过采取适当的工程措施能避免上部基础产生冲切破坏,有效保护建筑物,中洞结构施工是变形控制的关键工序;对浅埋岩层中的多层多跨地下结构,提出拱柱法的施工方法,解决传统PBA (框—梁—拱)工法应用于岩层时存在的开挖工序多、施工效率低等问题,能有效控制地层及上部建筑变形,其中地下一层结构施工是变形控制的关键工序。该方法对强风化及更好岩层中变形控制严格的地下车站具有重要应用价值。     

隧道火灾中火区阻力的理论研究

根据热流体学和通风学理论,对火区阻力的计算方法及影响因素进行研究。首先在修正的热阻力概念基础上建立热阻力的表达式,然后推导绕流阻力与火灾规模和风速的关系式,最终建立比较严谨的火区阻力实用公式,并得到数值模拟的验证。该式表明:在简化的物理模型中火区阻力与火灾规模成线性关系,与风速存在二次曲线关系;在风速不影响热释放速率的条件下,火区附加通风阻力与风速成正比,但对货车引起的隧道火灾,附加通风阻力与风速近似存在二次曲线关系。研究成果为火灾通风网络解算和防排烟方案的制定提供参考。