在役隧道环境侵蚀下管片承载能力概率劣化模型

在役盾构隧道管片衬砌的承载能力劣化模型是隧道结构耐久性评价及科学养护的基础.以建立能考虑工程不确定性的钢筋混凝土管片概率承载能力劣化模型为目标,考虑隧道运营环境的主要侵蚀因子及管片衬砌的压弯受力特性,建立碳化侵蚀与氯离子侵蚀下管片主筋的锈蚀模型;考虑锈蚀管片中钢筋的截面面积损失以及钢筋[混凝土黏结滑移,以钢筋锈蚀率为媒...     

在建隧道排水系统结晶堵塞试验

为了探究在建公路隧道排水系统结晶堵塞机理，分析隧道排水系统结晶堵塞的发展过程，自主研制了可模拟隧道初支混凝土、地下水渗流过程、隧道排水系统的试验装置系统。通过该系统模拟了富水隧道排水系统渗流结晶过程；通过检测隧道排水管排出溶液的pH值、总碱度、Ca²⁺浓度以及排水管内的结晶量等，研究了速凝剂掺量、地下水水质对生成结晶体的影响。结果表明：结晶体的主要成分为CaCO₃，结晶体中的钙元素主要来源于水泥；地下水的渗流过程会致使混凝土中的Ca²⁺析出，最终流出排水管或以CaCO₃结晶体形式沉积在排水管内；排水管流出溶液的pH值和总碱度变化曲线基本呈现先快速下降，后缓慢下降趋于稳定的趋势，结晶体生成的溶液环境pH值和碱性较高。对于一般水质：4种速凝剂掺量条件下排水管流出溶液pH值变化范围在11.4~12.6之间，初始总碱度最高达12 650 CaCO₃ mg·L^-1，稳定后溶液碱度均大于500 CaCO₃ mg·L^-1；对于碳酸氢钠型水质：4种速凝剂掺量条件下pH变化幅度在9.62~12.25之间；初始总碱度最高达1 252 CaCO₃ mg·L^-1，稳定后溶液总碱度均大于550 CaCO₃ mg·L^-1；0%和6%速凝剂掺量下结晶体生成量明显大于10%和20%掺量，10%掺量下结晶体生成量最小；碳酸氢钠型水质条件下，水泥水化产物Ca （OH）₂会直接和HCO₃^-发生化学反应，生成CaCO₃结晶体，较一般水质结晶体的生成速率更快，生成量更多。     

基于道路环境因素的公路隧道交通事故预测

为提高公路隧道交通事故预测准确率，以西汉高速秦岭某隧道群的496起交通事故作为研究对象，对影响公路隧道交通事故预测的道路环境因素进行相关性分析，针对不同预测类别选定具有显著影响的主要变量，通过贝叶斯模型、随机森林模型、BP神经网络模型和支持向量机模型分别对公路隧道交通事故形态、严重程度、伤亡情况和持续时间进行预测，根据准确率和稳定性确定出最优预测模型。研究结果表明： 1）随机森林模型在预测公路隧道交通事故形态时最为可靠，准确率约为84%； 2）在对公路隧道交通事故严重程度和伤亡情况进行预测时可优先考虑贝叶斯模型，其对重大或特大事故的预测准确率高达50%； 3）选择随机森林模型作为公路隧道交通事故持续时间的预测模型，绝对误差为20 min时模型准确率将超过70%。     

基于驱替效应的盾构壁后注浆微观模型分析

当盾构隧道位于水位线以下时,为了分析壁后注浆浆液驱动地下水体过程,基于毛细管组渗透理论,将浆液的渗流路径概化为毛细管,考虑牛顿流体浆液驱动地下水(牛顿流体)进行扩散,推导了半球形及柱形模型浆液渗流扩散半径计算式,并讨论了注浆压力、浆液水灰比、地层渗透系数的影响.研究结果表明:浆液扩散半径主要与注浆压力、渗透率、注浆时间...     

劣化可靠度下的隧道衬砌结构预防性养护决策

现阶段中国隧道工程已经由建设阶段转向了建养并重阶段，科学养护已成为一个重要课题。为了提出科学合理的隧道衬砌结构养护策略，首先通过病害统计，考虑隧道特点与功能要求构建三层次的隧道系统失效模式；针对底层的4种失效模式（隧道极限承载、收敛变形、开裂、渗水），建立判断其失效与否的极限状态方程；采用理论近似方法，实现劣化可靠度的计算；考虑相关性给出隧道系统可靠度计算的实用方法；随后，基于风险最优给出详细的隧道预防性养护决策过程，构建隧道预防性养护的决策框架；最后，通过算例，依照所提出的框架对隧道养护决策中"何时维护、何处维护、何项目维护"的问题给出了解答。研究结果发现：结合隧道病害统计以及隧道结构的安全性、稳定性、耐久性功能需求可以选用隧道极限承载、收敛变形、开裂以及渗水4种模式代表隧道结构最底层的失效模式；"隧道系统-隧道区段-具体功能"三层次的失效表达能合理定义隧道系统的可靠状态；通过劣化可靠度可以考虑参数的不确定性，并为预防性养护决策提供具体指标；随着服役时长的增加，4种底层模式的可靠性均发生劣化，并且抗弯承载能力的均值和方差均随时间减少，在运营中开裂渗水为最易发生的病害。研究方法以及研究成果可为隧道衬砌结构预防性养护决策提供支持。     

隧道内大巴车火灾热释放率及温度场研究

大巴车火灾是常见的一种隧道火灾,其对隧道结构稳定,尤其是人员安全构成了巨大威胁。文章考虑车身、座椅、内饰、行李等材料的不同燃烧特性,建立精细化大巴车燃烧数值模拟模型。通过对比车辆从前、中、后座位处引燃3种工况,对大巴车的火源热释放率(HRR)、温度场以及火灾规律进行了研究。采用玻尔兹曼曲线叠加高斯曲线拟合方法得到了大巴车HRR计算公式。研究结果表明:大巴车热释放率峰值可达48 MW,平均热释放率为8.1 MW,燃烧释放能量为14.5 GJ;燃烧最高温度达1 040℃,车门处120 s可达到60℃,从后部点燃车门处升温快,且最易引爆油箱。