两车道公路黄土隧道变形规律

依托国道主干线GZ35青岛至银川高速公路陕西境内吴堡至子洲沿线上7座单洞两车道分离式黄土隧道,现场测试了隧道施工变形,并对测试结果进行了回归分析。分析结果表明:台阶法施工过程中黄土隧道拱部沉降远大于净空收敛;黄土隧道变形大致经历了急剧变形阶段(开挖初期)、持续增长阶段与缓慢增长阶段;黄土隧道的变形规律符合对数函数规律,由于对数函数具有发散性,故无法由此预估围岩的最终位移,围岩变形将长期处于缓慢增长状态;按照规范规定的最终速率值预估二次衬砌施作时机不符合工程实际要求,不能保证隧道围岩和支护结构的稳定和施工安全,因此,在黄土隧道的施工中,需要以控制拱部的沉降来控制隧道的变形。施工中必须秉承"快挖、快支、快封闭"的原则,采取加强初期支护,增设锁脚锚杆,仰拱和二次衬砌边墙基础紧跟,二次衬砌适时施作的措施,避免拱部围岩发生过大的沉降,确保隧道结构稳定。     

深广中通道东隧西桥方案和全隧方案比选

深广中通道是国务院确定的重大基础设施项目,对南沙、广州、珠三角的未来发展具有重要意义。这样一个重大工程项目,对区域经济和社会发展,对国防、水利、航运等均有深远影响,且耗资巨大,需审慎对待,做好前期的方案比选,选择最优方案,不要使工程建设给国家、社会留下遗憾。对东隧西桥方案和全隧方案,从船舶发展趋势、区域经济发展需求、国防要求、水环境影响、技术等方面进行比选。认为东隧西桥方案,本末倒置,违背了在大江大河上建设通道开展论证的基本要求;坚持该方案,将造成难以估量的战略损失和不可弥补的历史遗憾。提出3条建议:1)全隧方案可行,建议采取全隧方案;2)若有关方面对全隧方案有疑虑,建议参照港珠澳大桥的通航标准,缩短隧道长度,仅广州港主航道段以隧道方式穿越;3)搁置争议,继续深化论证,待时机成熟时再决定建设。     

渤海海峡跨海通道“南桥北隧”方案初步研究

为了进一步推动渤海海峡跨海通道的规划与兴建,对其跨越方案进行了初步研究。通过分析渤海海峡地形、地貌、地质、气候、海洋、环境等基本建设条件,提出了采用"南桥北隧"的组合方案,即海峡北部采用海底隧道,南部利用中途各岛屿建设跨海大桥。运用Google Earth地理信息软件,获取沿线岛屿及海底的地形数据,绘制沿线地层纵剖面图,结合沿线岛屿和水深特点,对隧道埋深和桥梁线路进行布设和方案构想,给出各种方案的总长度。最后提出下一步需要研究解决的问题及相关建议。     

21世纪我国隧道及地下空间发展的探讨

针对“可持续发展”国策,论述了我国现阶段在隧道及地下空间开发过程中所产生的诸多问题,提出了目前急需进行技术立法的各项设计规范、技术标准和技术条例,同时提出了降低隧道及地下工程造价的办法和思路。     

隧道围岩变形影响因素分析

新七道梁隧道地质条件复杂,本文对复杂条件下长大隧道影响围岩变形的施工因素进行分析。采用有限元法模拟施工中围岩的力学特征,表明隧道施工对围岩变形影响显著。同时,在隧道内布设大量收敛值量测断面,并长期监测,对隧道围岩收敛测量数据进行曲线分析。结果显示隧道开挖后围岩的变形具有时间相关性和空间相关性。变形包括三个阶段,即急剧变形阶段、缓慢增长阶段、基本稳定阶段。同时分析开挖方法、支护结构、邻近施工、施工工序等施工因素对围岩变形的影响。结果认为施工中开挖初期对围岩变形影响最大,而设置仰拱可减小隧道围岩变形,因此应选择对围岩扰动小的开挖方法,并及时进行后序施工。将围岩变形施工因素分析动态反馈于施工中,取得满意结果。     

高速列车突入隧道时的三维非定常流的数值模拟

给出高速列车突入隧道形成压力波的三维粘性流场数值模拟过程,控制方程三维粘性、可压缩、不等熵、非定常流的Navier Stokes方程。空间离散采用中心有限体积法格式,时间采用预处理二阶精度多步后差分格式进行离散,对列车与隧道之间的相对运动采用滑动网格技术。真实地描述列车进入隧道所形成压缩波的过程。计算结果与国内外的试验结果相符。计算结果表明:隧道内的压缩波呈现三维特性;同一断面上的压力变化的差异性与列车的运行方式有关。     

海底隧道衬砌结构受力特点及断面形状优化

针对青岛胶州湾海底隧道工程,选取设计参数不同的8个衬砌结构断面,基于荷载-结构模型,采用ANSYS有限元程序,分析衬砌结构受力特点.结果表明:衬砌结构仰拱半径不宜过大,减小仰拱半径可以有效减小衬砌结构仰拱、拱脚处的弯矩;衬砌结构拱脚半径不宜过小,增大拱脚半径虽可以有效减小衬砌结构拱脚、拱底处的弯矩,但同时会增加拱顶的弯矩;衬砌结构拱顶半径不宜过大,增大拱顶半径可以减小衬砌结构仰拱、拱脚处的弯矩,但将增大拱顶、拱肩处的弯矩.基于上述研究结果,根据相关规范设计要求,以各衬砌结构断面各单元最小安全系数最大化为目标函数,对青岛胶州湾海底隧道位于海域段V级围岩段衬砌结构断面形状进行优化,优化得到的衬砌结构断面,各处内力值(弯矩、轴力)更加均匀,安全系数离散性小,便于衬砌结构配筋设计.     

圆形隧道施工对不同深度地层沉降影响的模型试验研究

为了预测圆形隧道施工引起地表以下不同埋深地层沉降特征,首先,通过理论推导不同地层最大沉降位移与沉降槽宽度系数的函数关系;然后,建立包括试验台架、地层模型、圆形隧道开挖模型以及测量地层变形装置的平面应变模型试验系统。通过理论解析和模型试验可知:1)地表以下地层的最大沉降位移与沉降槽宽度系数成反比;2)不同深度地层的沉降位移随着地层埋深的增加而增大,且地表以下地层沉降槽曲线仍然符合正态分布;3)通过对模型试验数据进行回归分析,得到黏土地表以下不同深度地层沉降槽宽度系数的计算公式,从而为预测圆形隧道施工地表以下不同深度地层竖向位移提供了一种可靠的计算方法。     

松散介质中圆形整体式衬砌的静力工作

圆形地下结构砌,随着国民经济的发展,在水工隧道、国防工程、水底隧道、地下铁道以及其他工程中的使用,日益增多、伴随它的理论研究和度算方法也不断出现,但这些理论都缺乏实验的检验.作者在总结现有各种圆形砌计算方法的基础上,以实验结果为基础与现有典型理论的计算结果进行比较,试图对各种方法进行评价;同时通过实验进一步了解了结构在弹性阶段的作用特征;确定影响砌内力因素的主次.     

基于岩体锚固系统的锚固作用机理认识

针对目前以锚杆为主体来解释其作用机制存在的弊端,提出了岩体锚固系统的概念.为认识岩体锚固系统的锚固作用机理,建立了岩体锚固系统的串并联系统模型,并分析了构成锚固系统的4个单元要素之间的相互作用关系.最后提出了锚固系统控制围岩体结构作用原理的4个效应.