预切槽技术及其应用中的关键技术问题

随着我国隧道建设的大发展,面临的复杂地质和环境问题以及劳动力紧张问题也越来越突出。预切槽法是一种独特的施工技术,是介于浅埋暗挖法和盾构法之间的一种方法,它和浅埋暗挖法配合可以形成复杂地质和地面环境下的新型隧道施工技术。采用此法可大大提高施工的机械化水平,同时可有效地控制地表沉降。文章论述了预切槽工法的机械组成、控制地层变形的基本原理以及应用中的关键技术问题,相信这种工法必将以其良好的控制地层变形能力和灵活性重新得到重视。     

大跨度过江隧道结构在地震动作用下响应分析

以南京过江隧道工程为研究对象,在复杂地质条件下,对大断面双层过江盾构隧道与竖井连接处进行三维数值模拟计算,根据分析结果提出了针对性的工程抗震措施.地震动力响应分析采用三维动力有限差分方法,对其模型输入不同方向的南京波与修正后的汶川波,得出了过江隧道结构在三维围岩环境下的动力响应、应力、变形特征等.研究表明最大压应力一般集中在拱腰处,在仰拱部位和盾构与竖井连接处会出现受拉区,最大位移一般出现在拱顶和盾构与竖井连接处;输入修正后的汶川波比南京波所引起的位移和应力都要大得多.最后提出了能进一步增强隧道抗震性能的建议.     

深圳典型潜水地层地铁车站基坑降水引起水位变化机理的试验研究

以深圳某地铁车站基坑工程为背景,进行基坑不完整井降水模型试验。结果表明:在降水条件相同的情况下,由于绕渗作用的影响,基坑内降水有效影响深度大于基坑外;由于群井效应的影响,基坑内双井降水有效影响深度大于单井降水;在地连墙深度范围内,基坑外土层中孔隙水压变化值随深度的增加而增大,基坑内不完整井降水引起基坑外降水曲线为"先下凹再上凸"型。基于巴布什金潜水层完整井和不完整井涌水量理论计算公式,推导不完整井降水有效影响深度计算公式。基于模型试验数据,通过曲线拟合得到基坑外降水曲线方程。以实际基坑工程为案例,将采用理论计算公式计算得到的基坑内不完整井降水有效影响深度和基坑外降水曲线与数值模拟结果进行对比,发现有效影响深度误差较小,降水曲线基本吻合,从而验证了理论计算公式的正确性和合理性。     

穿越活动断层隧道组合抗震缝定量设置的计算公式及试验验证

针对穿越活动断层隧道抗位错的要求,根据断层错动时隧道衬砌节段的几何变形特征,推导基于活动断层倾角、宽度和位错量等参数的隧道组合抗震缝设置数量的计算公式。以穿越龙门山中央活动断层的成兰铁路柿子园隧道工程为背景,按照1∶30的相似比建立室内试验模型,分别针对普通衬砌与按照本文计算结果设置抗位错组合抗震缝衬砌的2种工况进行逆断层位错室内模型试验。结果表明:在活动断层破碎带及其两侧设置抗位错组合抗震缝的隧道与普通隧道相比,衬砌结构的最大纵向应变大幅降低,最大环向应变有不同程度的降低,与围岩间最大接触压力有所降低,且变化范围有所减小,在试验终止时,并未沿隧道纵向出现大规模的横向及纵向裂纹、衬砌剥落和衬砌坍塌等破坏现象。试验结果验证了组合抗震缝定量设置计算公式的正确性和有效性。     

软土地铁车站结构在三维强地震动作用下的响应分析

以绵竹清平波作为输入地震波,采用ANSYS-FLAC3D相结合的方法对2层2柱3跨软土典型地铁车站结构进行强震响应的三维数值模拟.土体采用D-P本构模型,车站结构采用弹性模型,并选用瑞利阻尼和Hardin/Drnevich模型的滞后阻尼实现土在循环动荷载下的滞回和非线性特性.计算结果表明:下层中柱的相对水平变形主要由水平方向加速度引起,而受竖直方向加速度的影响甚微;下层中柱轴力主要受水平方向和竖直方向加速度共同作用的影响,在发生汶川地震级别的地震时,将可能发生车站下层中柱坍塌的现象;土压力以及侧墙对土体的挤压力均较大;下层中柱柱顶的水平方向加速度响应大于柱底的水平方向加速度响应,而两者的竖直方向加速度反应相差不大.由此可知:发生地震时,下层中柱是地铁车站最为薄弱的构件,并且中柱的破坏系由水平方向加速度和竖直方向加速度共同作用的结果.     

盾构隧道的纵向地震响应

基于与盾构隧道纵向变形性能相似的梁单元建立盾构隧道纵向等价连续化模型,通过等价刚度的方法考察管片间接头螺栓对隧道结构刚度的影响.分别采用反应变位法和有限元法进行盾构隧道的地震响应研究和抗震性能分析,并以实例比较2种方法的有效性和应用条件.研究结果表明:在盾构隧道的纵向抗震设计时,应采用螺栓最大张开量作为设计的重要控制指标,并应尽量将隧道设计成可适应其变形的柔性结构;采用等价连续化模型进行盾构隧道纵向受力分析时,其等价弯曲刚度受轴向力的影响较大,故在单元等价弯曲刚度计算中计入轴向作用力的影响是十分必要的;螺栓进入塑性受力状态后,建议采用有限元法计算的结果进行抗震设计.     

采用纵向等效连续化模型的盾构隧道纵向抗震分析

用与盾构隧道纵向变形性能相似的梁单元来模拟隧道结构的特性,建立盾构隧道纵向等效连续化模型,通过理论解析计算得到盾构隧道的等效拉压刚度和等效弯曲刚度。以软土地层中的盾构隧道为例,考虑地震裂度分别为7度和8度时,正弦位移行波在0°和45°方向上入射,采用反应变位法和动力有限元法,分别得到了隧道纵向上的最大拉、压力和弯矩以及螺栓和管片的受力、变形和接头螺栓的最大张开量。