雨水作用下隧道塌方模型试验研究

采用模型试验方法,研究分析了Ⅳ级围岩条件下隧道开挖后,因降雨而引起的隧道塌方.试验结果表明,随着水的人渗,地表位移逐渐增加,隧道塌方前,地表位移增加趋势明显,塌方后,隧道侧壁垂直应力及水平应力减小,拱底垂直应力增大,且距隧道越近的测点应力变化幅度越大.     

衬砌背后空洞对隧道结构承载力影响的模型试验研究

在隧道的建设过程中,因地质条件、施工等因素的影响在衬砌背后留有空洞的现象是比较普遍的,为了研究这种隧道病害对衬砌结构承载力造成的影响大小及对不同病害工况条件下衬砌结构受力破坏特征,通过对重庆某高速公路隧道典型断面因施工或环境原因造成二衬背后空洞的结构缺陷．睛况,在室内采用几何比为1：25的大比例模型试验,全面研究结构在不同围岩条件下、不同空洞位置以及不同地应力场（塑性地压、偏压及围岩松弛的垂直地压）作用下,隧道产生病害的形式、规律以及承载力的大小。同时采用相同的补强形式加固隧道结构,再进行破坏试验,最终得出空洞对结构承载力的影响是明显的,相同条件下,围岩类别越高,其承载能力越大,空洞对水平应力敏感,在水平应力为主应力时,拱顶空洞的影响大于拱腰空洞的影响;竖直应力作用为主的地应力场,产生病害时对应的竖直荷载高低排序为：无缺陷时最高,中等空洞最低。     

中梁山隧道通风的模型试验研究

对射流通风技术在公路隧道中的应用，从理论上进行了初步分析，应用流体运动的相似理论，探讨了射流通风系统模型度试验的相似律。通过模型试验，在动力射流的基本特性、阻力流的压降以及在分段吸出式通风系统中的射流调压等方面获得了一些基础数据，并提出了一些相应的计算方法，通过试验还对基本流动的速度分布和静压分布进行了测试，为流场分析提供了基本依据。     

在役岩溶公路隧道模型试验研究

以某高速公路某隧道为依托,在优选岩溶填充物、围岩和衬砌材料的相似材料的基础上,开展了几何相似比为1∶40的在役岩溶公路隧道室内相似模型试验,详细分析了对围岩土压力的分布规律和发展趋势,揭示了隧道岩溶处治后的隧道围岩和衬砌力学行为。试验结果表明:1重晶石粉、石膏粉、水泥按1∶12∶2的配比为胶结料,砂胶比3∶1,砂胶混合料水灰比1∶8,能较好的模拟Ⅴ级围岩;2在上覆岩层自重荷载作用下,以低于隧道围岩弹性模量的材料填充岩溶后,会导致填充材料产生比围岩更大的压缩变形,从而引起围岩土压力重分布和地表不均匀沉降;3当岩溶处在衬砌拱肩、拱腰和拱脚时,经处治后的岩溶仍对衬砌产生偏压的不利作用,需要引起高度重视。     

双连拱隧道围岩稳定性模型试验研究

本文结合广(州)惠(州)高速公路小金口双连拱隧道实际工程,利用相似模型在Ⅱ、Ⅲ类围岩条件下,采用三导坑法、双导坑法和中导坑拓展法三种施工方法进行模型试验研究。得出最大的周边径向位移发生于拱顶, 其次为拱腰部位,径向位移收敛警戒值的范围不能超过10mm;从洞室的失稳特征分析,衬砌最容易在隧道边墙及中墙与衬砌搭接处出现裂缝;通过模型试验提出了连拱隧道在Ⅲ类围岩中采用中导坑拓展法施工,对围岩扰动较小,有利于隧道稳定。研究成果对双连拱隧道的设计与施工具有重要指导作用。     

砂土地层隧道小导管注浆模型试验研究

以河南济源-邵原高速公路王坑隧道工程为依托,针对小导管注浆加固砂土围岩过程中遇到的问题,进行小导管注浆模型试验,研究注浆压力、水灰比与注浆量之间的关系,以及应如何调整注浆压力和浆液配比,才能达到较好的注浆效果。     

深埋隧道层状岩体破坏过程特征模型试验

针对深埋隧道层状岩体围岩变形破坏的复杂性,以渝沙高速公路共和隧道工程为背景,采用自行研制的弹脆性相似材料构筑层状岩体隧道物理模型,利用应变监测技术和内窥摄影技术,研究了层状岩体在不同荷载作用下围岩应力分布及变形破坏过程特征。结果表明：深部层状岩体受层理结构面的影响,围岩具有明显偏压特征;在沿层理面方向主要受到与其一致的应力挤压从而产生剪切破坏,垂直于层理方向的破坏呈X型裂纹且沿洞壁深部发展;掉落块体呈楔型体,隧道围岩破坏范围呈明显的不均现象;模型试验结果与现场测试结果基本一致,为理论分析深部层状岩体破坏机理提供了可靠的试验结果。     

我国悬浮隧道水动力特性及模型试验研究进展

悬浮隧道是一种跨越深大水域的新型交通方案,在地质条件差和环境保护要求高的水域优势突显,成为最具竞争力的跨海通道形式,引起了国内外学者的广泛关注。简要介绍了悬浮隧道的结构特点与研究概况,重点梳理了国内学者在悬浮隧道的水动力特性与动力响应、锚索涡激振动及控制和模型试验研究方面的研究成果,并对需进一步研究的问题进行展望。分析表明：1)已有研究普遍采用欧拉梁和弹性支承梁模型分析管体的动力响应,锚索的计算大多采用无质量的弹簧或受拉的杆单元;2)环境荷载集中于均匀流与规则波,模型试验以小比尺节段模型试验为主;3)波-流-交通耦合荷载或极端波流荷载作用下的动力响应、大比尺多管节模型试验将是未来的发展方向。     

3车道隧道模型试验研究及有限元分析

为了研究新奥法修建３车道公路隧道围岩与衬砌交互作用的力学机理，根据几何相似比为１：２５模型试验和系更有限元分析，给出了安全、经济、合理的３车道公路隧道支护体系的技术参数和最优施工方法。     

双洞八车道小净距隧道施工力学模型试验

基于室内模型试验,对深圳市南坪快速II期双洞8车道小净距隧道施工中隧道变形分布规律、二衬开裂破坏规律、裂缝集中部位及不同净距条件下二衬的极限承载力变化规律进行了研究。研究结果表明:在不同净距条件下,洞周各部位变形大小的分布情况基本相同,拱顶>右拱肩>左拱肩>仰拱>拱脚;起拱线以上各部位,包括拱顶、左拱肩、右拱肩的变形量,位移随双洞净距的增大而减小;可将12 m(约0.5B)作为IV级围岩下的最小合理净距,净距对起拱线以下各部位变形的影响不明显;最终裂缝集中出现在两洞仰拱和拱脚处,仰拱处裂缝全部贯通,拱脚处裂缝较小,一般不继续发展;远离中柱侧的拱肩也有可能出现贯通裂缝。     

公路隧道外水压力的相似模型试验研究

针对确定公路隧道衬砌外水压力的技术难题,利用自行设计的模型试验装置,采用相似理论,进行了38组工况试验。试验主要研究了水头高度、渗透系数、隧道排放量以及组合排放系统等因素与外水压力和折减系数的关系。通过对相似准则的分析得出,进行工程类比时应注意水头高度的相似关系为平方关系。试验结果表明:水头高度越小、隧道排放量越大、围岩渗透系数越小,隧道外水压力则越小;无论隧道是否完全封堵,只要周边存在排水点,且隧道在其渗流影响的范围之内,隧道外水压力就可折减。此外,深入分析组合排放系统的试验结果,提出了对于隧道周边富水洞穴应采用"复合回填"的处治方式的理念。最后指出,采用这种相似模型试验确定的外水压力是岩石隧道外水压力的上限值。     

坝陵河大桥节段模型风洞试验研究

通过坝陵河大桥的节段模型风洞试验获得了主梁的静力三分力系数、主梁的颤振特性以及识别了主梁的8个颤振导数,并对试验结果进行了详细的分析,其分析评价的结果可用于指导该桥的设计与施工,也可为同类桥梁提供参考.     

黄土隧道结构的振动台模型试验研究

为了研究黄土隧道结构在不同地震波及降雨条件下的地震响应和橡胶减震层的减震效果,按相似理论分别设计制作了缩尺比为1∶40的减震黄土隧道及非减震黄土隧道,在总降雨量50 mm,降雨强度10 mm·h^-1的条件下,分别加载近、远场地震波El-Centro波和Taft波,对比了地震波不同加速度条件下黄土隧道各测点的地震响应情况及土压力变化情况,通过减震模型和非减震模型各测点的应变变化情况分析了黄土隧道的减震效率。结果表明：在调幅和持时一致的情况下,黄土隧道结构对于不同的地震动具有明显的选择性,El-Centro地震动条件下的动力响应大于Taft地震动条件下的动力响应,说明黄土隧道结构的动力响应不仅取决于地震动的强度及持时,也与地震波的频谱特性有关,黄土隧道结构对近场地震波的响应大于远场地震波;对模型横向加载,模型各点的横向加速度和竖向加速度均有变化,横向的加速度响应大于竖向的加速度响应;拱顶位置的土压力较大,拱脚位置虽然土压力较小,但应变变化较大,应力集中现象明显;通过设置减震层可使衬砌不同部位的应变值均有所减小,且应变越大的部位减震率越高,不同工况下拱顶及拱脚的应变减震率接近50%,设置减震层不但可以减小衬砌结构的变形,而且能吸收地震能量,发挥围岩结构和衬砌结构的协同作用,减小土体的裂缝宽度及深度。     

西陵长江大桥模型风洞试验研究

介绍了西陵长江大桥进行的模型风洞试验的主要情况，并对该桥在施工阶段和成桥运营状志的风致响应作了较全面的评价。     

土石混合体地层中基坑开挖对邻近既有隧道影响模型试验研究

为解决土石混合体地层中基坑开挖引起的隧道响应问题,采用非相似试验方法展开研究,土石混合体地层不连续的特性导致其中进行的基坑开挖对邻近既有隧道的影响更为复杂。针对土石混合体地层中基坑开挖对邻近既有隧道的影响问题,采用自主设计的非相似性模型试验模拟隧道旁基坑开挖过程,研究地层含石率w 对基坑开挖引起的隧道结构响应的影响规律。研究结果表明: 含石率w 的上升使得受开挖引起的隧道弯矩变化量的逐步下降;含石率在w<60%、w =60%及w =90%时,隧道管片周围土压力受开挖引起的变化呈现不同规律;当0%     

小净距公路隧道模型试验研究

通过对福建三福高速公路两小净距公路隧道施工的相似模拟试验研究,得到了小净距公路隧道在相似模拟开挖中的位移规律和隧道围岩最终位移,可为国内外公路隧道及地下工程设计施工人员提供工程实例及参考。     

隧道通风阻力格栅局部阻力试验

由于试验场地和试验条件的限制,通常难以建立1：1比例模型或同比例尺缩小模型,因此在保证原形与模型阻力相似的前提下,根据等效设计理论,在隧道通风模型中安装阻力格栅可以有效缩短隧道模型的长度。为了解决阻力格栅在通风模型中的选取和设置问题,建立物理模型进行试验测试,并将试验结果进行了分析对比,研究了不同的阻力格栅串联间距、串联数量以及格栅类型的变化对通风试验局部阻力的影响。模型试验结果表明：加入阻力格栅后通风模型仍存在自模区,且阻力格栅的串联间距、组数、规格对模型进入自模区的临界风速几乎没有影响;当格栅间距大于3倍断面当量直径时,格栅之间的相互影响可以忽略不计,故阻力格栅串联间距应不小于3倍模型当量直径;每组格栅局部阻力损失系数随格栅组数的增多而降低,降低的速率随着格栅组数的增多而减小;在选择阻力格栅时,格栅局部阻力系数要求较大时,可选择多孔板作为阻力格栅,并优先考虑方孔多孔板;当格栅局部阻力系数要求较小时,可选择铁丝网作为阻力格栅。研究成果可以为模型试验阻力格栅的选取和设置提供指导建议,同时介绍了阻力格栅在隧道通风模型试验中的具体应用。