盾构隧道中细砂液化特性的小型振动台试验研究

文章以福州地铁5号线沿闽江段盾构隧道2-5中细砂地层为试验对象,开展了9个正交设计工况下的小型振动台试验,探究闽江砂土液化特性。结果表明:激振初期不同深度处的超孔隙水压(及超孔隙水压比)均快速累积至峰值,后略微下降并保持平稳直至激振结束;各地震动因素对砂土液化的影响程度依次为输入波振幅输入频率砂土饱和度;浅部砂土地层的液化可能性更大,在设计地震、罕遇地震、巨震作用下分别发生轻微液化、中等液化、完全液化。该试验结果可为后续数值模拟的参数标定提供依据,为闽江沿岸的工程建设提供参考。     

吹填场地路基抗液化性能振动台试验研究

文章以北部湾地区海积软土和细砂土构建吹填场地路基简化模型,运用自行设计的可改变竖向压力的振动台试验装置施加4组固结压力,固结稳定后输入3条汶川地震基岩加速度记录,探究吹填场地路基抗液化特性的演化规律。试验结果表明：在不同固结压力作用后,超孔隙水压力在动荷载作用下有“单峰”型和“平台”型两种增长模式;振动停止后的“平台”型超孔隙水压力的大小与埋深呈正相关,稳定时间与埋深呈负相关;增加固结压力可以显著提高吹填场地路基的抗液化性能。类似特殊路基在进行抗液化分析或预测超孔隙水压力发展规律时应考虑固结压力的影响。     

跨断层隧道振动台模型试验研究Ⅰ:试验方案设计

大量工程实践表明,隧道跨断层段是隧道抗震的薄弱环节。文章以西南高烈度地震区雅泸高速公路隧道为背景,对跨断层隧道抗减震振动台模型进行了试验方案研究。首先根据试验条件和振动台性能,确定模型系统的相似关系,并通过室内配比试验确定相似材料;同时根据试验特点,设计了模型箱,并对"模型箱效应"进行了分析和处理,然后根据跨断层隧道的数值计算结果,对传感器布置进行优化设计;最后确定地震输入加速度和加载方案。     

跨断层隧道振动台模型试验研究Ⅱ:试验成果分析

文章通过跨断层隧道振动台模型试验研究,分析了跨断层隧道的动力反应规律,了解了跨断层隧道衬砌开裂过程及破坏形态,探讨了跨断层隧道设置减震层的减震效果。研究结果表明:跨断层隧道的地震反应存在不对称性和上盘效应;而隧道设置减震层后整体抗震性能明显提高,并且衬砌沿隧道纵向和横向受力都趋于均匀,特别是仰拱拉应力状态得到了改善。试验成果可供跨断层隧道的抗震设计、灾后恢复重建和今后有关规范修订参考。     

泥炭质土层中水下隧道建设的岩土工程条件研究

岩土工程条件的先期研究工作是正确选择水下隧道实施方案的基础。结合昆明草海隧道工程，对泥炭质土分布地区影响隧道建设的岩土工程条件进行了介绍和论证，并对隧道工法的选择及相关地基处理方案进行了较详细的分析。     

强震区隧道洞口段振动台模型试验研究

为了研究强震区隧道洞口段的抗震性能,对隧道结构进行了振动台模型试验.文章首先介绍了试验方案设计;接着对试验中测得的隧道结构的加速度反应和应变反应进行了分析,得出洞口段在地震动作用下的横截面的应变分布规律,以及沿纵向的加速度反应特征;最后,对试验中的地震裂缝和衬砌结构的破坏等震害现象进行了描述.     

不同通风口参数下自然通风隧道试验研究

为了对比不同通风口参数下的隧道通风效率及通风口风速,文章通过比例模型试验,使用亚克力板搭建比例尺为1∶15的模型隧道。试验设置4个工况来比较不同通风口数量、长度和高度下隧道通风情况。试验结果表明,不同通风口数量、长度和高度下隧道内风速变化分布以及通风效率发生显著变化。基于试验结果 ,文章建议了最佳通风口的设置形式。     

沉管隧道结构构件耐火试验研究

依托国家科技支撑计划项目,自行设计建立了高温烧蚀试验平台,并针对沉管隧道特点,通过采用C50混凝土制备的局部1∶1结构试验构件,以及不同的耐火保护技术(防火板与防火涂料)和不同的耐火保护方案进行了构件的高温烧蚀试验。文章通过试验分析,得出了在满足HC或RABT升温曲线条件下,适于受火2 h的混凝土结构的耐火保护技术方案,同时还针对实际工程提出了实用性的建议。     

超载工况下盾构隧道结构承载能力的试验研究

针对地面大量堆载会对隧道结构的正常运营与安全使用产生严重影响,进行了超载工况下盾构隧道结构承载能力的足尺试验研究,试验结果表明：试验荷载位移曲线呈现弹塑性,在加载开始阶段,荷载位移曲线基本呈线性上升;当接缝受压区混凝土跨过螺栓位置后,接缝受力机理变化,使得接缝刚度下降,结构整体刚度降低;最终管片接头混凝土受压破坏,整体变形呈现“横鸭蛋”形,顶底相对位移153mm。     

盾构隧道纵向等效弯曲刚度的分析方法研究

随着国内外盾构隧道的大量建设和使用,隧道的过量沉降,特别是纵向不均匀沉降引起的问题越来越突出。目前国内外盾构隧道纵向结构性能研究和计算模型理论还不完善,隧道的纵向刚度的确定是其中的重点与难点问题之一。文章通过采用下穿既有隧道的结构变形监测数据反分析隧道纵向弯曲刚度,规避了目前计算分析中难以综合考虑盾构隧道拼装方式、横向刚度、螺栓作用等诸多因素的问题,为盾构隧道纵向弯曲刚度的确定提供了一种新方法。研究发现,盾构隧道在变形过程中纵向刚度并不是不变的,而是会随着隧道的变形而发生变化,呈现非线性特征,并建立了隧道结构纵向刚度有效率与隧道结构最大纵向变形之间的拟合关系。     

振动台试验模型箱的研究进展

模型箱的设计与制作是土-结构相互作用体系振动台试验中非常重要的一个方面,对模拟真实土层与结构在地震作用下动力响应结论的准确性发挥着至关重要的作用.文章归纳分析了当前土-结构相互作用振动台模型试验所用各类模型箱的结构形式及优缺点,主要针对模型箱输入效应、边界效应以及地震波输入方式三个方面讨论了不同模型箱设计需要解决的关键...     

双连拱隧道结构内力分析与围岩稳定性试验研究

双连拱隧道模型的相似性试验是进行隧道结构力学研究的主要方法。文章基于相似性试验原理,以广西马江隧道的实际工程为例,对双连拱隧道的结构内力和围岩稳定性进行了模型试验研究,并通过三导坑法及双导坑法对隧道洞室周边的径向位移进行了测试分析。试验结果表明:洞室周边径向位移的峰值出现在拱顶处,其次是腰部位置。     

地铁隧道暗挖施工中土层特性对地层变形的影响分析

文章结合深圳地铁一期工程的某些暗挖标段工程及地质条件,在土层性质试验的基础上,分析了土层特性对地层变形的影响.由此确定的地层变形控制的施工技术措施,在施工中应用后,使地层变形值明显减小,满足了地表变形的控制要求,达到了预期的效果.     

大型沉管隧道管节接头刚度特性研究

沉管隧道管节接头具有调节沉管隧道受力性能以及适应隧道不均匀变形的功能,在隧道运营中起着非常重要的作用。文章以港珠澳沉管隧道管节接头为研究对象,建立了管节接头刚度的三维非线性有限元计算模型,对管节接头的受力变形特征进行了分析,分别得到了管节接头轴向压缩刚度、弯曲刚度与轴向压缩荷载、压缩弯矩之间的变化规律。结果表明:轴向压缩刚度随轴向压缩荷载增大而增大;轴向弯曲刚度随轴向荷载增大而增大,但在相同轴压下,弯曲刚度随弯矩增大而减小。此外,结合管节接头模型试验进一步研究了管节接头轴向压缩刚度和弯曲刚度的变化规律及影响因素,并对比分析了有限元计算结果与模型试验结果,模型试验得出的接头刚度变化规律与有限元模拟结果一致。研究得到的管节刚度对沉管隧道整体计算研究具有重要参考意义。     

软土地铁车站结构的振动台模型试验

对地下铁道开展建立抗震设计方法的研究正逐渐得到人们的关注.通过对地铁车站结构进行振动台模型试验,深入了解软土地铁结构动力反应的规律,以便为检验理论计算结果的正确性提供验证,并为改进计算模型和分析方法,进而制定软土地铁抗震设计指南等提供依据.利用振动台对地铁车站结构进行模型试验在国内尚属首次,试验工作的开展遇到许多困难,如模型箱的形式、模型土的配制方法及其动力特性、相似关系比的确定、传感器类型的选择与布置等.针对这些困难逐一开展了研究,并都提出了解决方法,试验结果表明文章中提出的试验方法行之有效.     

软岩隧道不同断面形式衬砌结构的力学特性研究

对于大断面软岩隧道,选择合理的断面形式、安全稳定的洞型是保证隧道的施工及后期运营的安全基础。文章采用荷载结构法,分别对采用直边墙和曲边墙形式时隧道衬砌结构的受力进行计算分析,得出了曲墙式衬砌的受力和抗弯均优于直墙式衬砌的结论。     

乌鞘岭隧道志留系板岩夹千枚岩地段结构验证试验研究

对乌鞘岭隧道志留系板岩夹千枚岩地段支护结构的受力特性,采用数值分析方法进行计算,开展现场结构试验并进行对比分析。试验揭示了隧道开挖后围岩应力释放引起的结构变形与支护压力变化规律,支护结构的稳定性和安全性在不同测试地段受各种影响因素的作用而不同。数值计算与现场试验结果表明,隧道衬砌的结构安全系数均满足规范要求,但应以按实测衬砌应力进行结构内力计算,并对结构安全性进行评价为宜。     

盾构隧道纵向刚度计算方法以及影响因素研究

伴随着国内外隧道的大量修建,盾构隧道的纵向不均匀沉降或过量沉降问题日益突出。在盾构隧道的纵向结构设计中,纵向刚度的确定至关重要,尤其对于大直径断面,以在建的南京过江隧道为例,因螺栓导致的管片横向、纵向刚度差异达数十倍。文章采用志波由纪夫纵向刚度计算公式和有限元建模的方式,对比两种方法的差异,并讨论纵向等效刚度折减系数在各种影响因素(管片尺寸、螺栓预紧力、偏心距)变化时的规律,提出采用有限元模拟管片更能贴近实际工程的受力状态,在分析复杂受力状态时可为设计提供理论依据。     

隧道支护结构技术研究

随着隧道开挖理论的提出,国内外的隧道开挖工程大量增加,因隧道可穿山越海的特点而被广泛地应用,但是由于不同的地质情况,对隧道工程提出了新的挑战。其中为增大交通运输能力,对隧道截面尺寸的要求越来越高,对于隧道保证隧道的安全主要取决于由衬砌支护结构,钢架支护结构和锚杆支护结构等所组成的支护体系。能否有效控制隧道围岩的变形,这些支护方式各自的作用特点能否得到充分的发挥,通过分析衬砌支护结构,钢架支护结构和锚杆支护结构的特点,结合有限元软件对隧道支护结构技术进行研究。     

盾构隧道管片横向接头刚度对内力影响的研究

在应用有限元法对盾构隧道管片内力进行研究的过程中,用接头单元来模拟管片之间的连接,并从理论上推导出管片横向接头刚度的近似表达式,进而计算分析在土体及管片自重作用下,接头刚度对管片内力的影响.文章推导了接头刚度的计算公式,并结合工程实例,给出了计算结果,可为管片的设计提供参考.