波浪作用下悬浮隧道管体-锚索耦合系统水动力特性研究

水下悬浮隧道(SFT)是一种新型跨海交通通道型式.文章采用CFD方法研究悬浮隧道管体-锚索耦合系统在波浪作用下的动力响应特征,并分析浸没深度、浮重比(BWR)、系泊角度(IMA)、锚索刚度、锚索系统布置形式、锚索系统预张力分配及波浪参数等对悬浮隧道水动力特性的影响.结果表明,管体运动响应随浸没深度的增加而减小,随波高和...     

高烈度地震区公路双连拱隧道地震动力响应研究

针对目前尚未对高烈度地震区双连拱隧道这种特殊的结构形式进行具体深入的动力响应研究的现状,从土-结构相互作用模型出发,运用数值分析方法对连拱隧道进行了三维弹塑性分析,主要研究水平方向上传播的剪切波所引起的双连拱公路隧道的地震动力响应。从计算结果看出,随着埋深的增加,双连拱隧道衬砌的水平位移逐渐减小,衬砌内力逐渐增大,而变化趋势逐渐平缓;随着中墙厚度的增加,隧道衬砌水平方向的位移峰值逐渐增大,因此建议采用2.2 m厚中墙。研究结果表明,连拱隧道衬砌的仰拱、墙脚及拱肩为抗震的薄弱环节。     

飞机降落冲击荷载作用下高铁隧道动力响应及疲劳损伤研究北大核心CSCD

针对运营期高铁隧道衬砌结构在飞机降落冲击荷载作用下的动力响应规律及疲劳损伤问题,以成自高铁下穿天府机场东二跑道区间隧道为工程背景,采用有限元分析的方法研究隧道动力响应及疲劳损伤规律。结果表明:B747-400型飞机在粗暴着陆后0.05 s时刻动力载荷达到最大值,约为500 kN;在单次粗暴着陆工况下,拱顶位移和受力最大,位移最大峰值为1.58 mm,拉应力最大峰值为437.79 kPa,压应力最大峰值为556.24 kPa,衬砌结构未出现塑性损伤;飞机荷载长期作用下,随着循环次数的增加,结构损伤部位和程度也随之增加,拱顶损伤最突出,其次为边墙,隧道衬砌在上方飞机长期粗暴着陆作用下的疲劳寿命大致为25 a。     

流变荷载作用下隧道二次衬砌损伤行为研究

软弱围岩的流变效应容易导致隧道二次衬砌开裂,影响结构的安全性和耐久性.因此,文章以广甘高速杜家山隧道为例,建立考虑Weibull损伤分布的混凝土数值计算模型,对流变荷载作用下二次衬砌的损伤演化行为进行了研究.结果表明:(1)若二次衬砌与围岩接触良好,衬砌损伤区域在侧压力系数λ为0.5,1,2时,分别分布在拱腰、拱脚以及...     

衬砌空洞对隧道结构安全性的影响规律研究

为了研究衬砌空洞对隧道结构安全性的影响,文章基于FLAC 3D有限差分软件,建立六种不同工况下的隧道衬砌空洞数值模型(无空洞和衬砌空洞位置分别为拱顶、拱肩、边墙、拱脚和底板),并通过对比不同位置衬砌空洞下隧道模型的变形位移、应力分布特征、最大主应力和最小主应力数值特点,得到了空洞位置对隧道衬砌结构变形和受力的影响规律。     

衬砌弹性模量对圆形隧洞动力响应的影响研究

基于Biot理论,分析研究了衬砌与饱和土体弹性模量之比的变化对衬砌隧洞动力响应的影响.假定隧洞衬砌为弹性体,土体为饱和多孔介质,结合边界条件及连续条件,通过傅立叶变换得到频率-波数域中衬砌和土体的应力、位移和孔隙水压力等动力响应解答,最后用傅立叶积分逆变换得到时-空域中圆形衬砌隧洞在移动环形荷载作用下的动力响应的数值解...     

大直径盾构隧道双层衬砌横向抗震性能研究

为探明有无双层衬砌、双层衬砌不同施作方式（复合式、叠合式）对盾构隧道横向抗震性能的影响,以甬舟铁路金塘海底铁路隧道为工程依托,建立盾构隧道双层衬砌三维精细化模型的同时考虑了隧道材料与接触的非线性行为,采用隐式动力时程法进行了抗震性能研究。结果表明：（1）双层衬砌与管片的连接刚度越大,隧道变形越小;（2）复合式衬砌对隧道环向抗震性能提升有限,其变形、损伤及应力规律与单层衬砌基本一致;（3）叠合式衬砌能有效提升隧道抗震性能,充分利用材料力学特性,但需要重点关注隧道的损伤情况;（4）抗震设防等级要求较高的区段建议采用叠合式双层衬砌,防水、防火要求较高的特殊区段建议采用复合式双层衬砌。     

隧道衬砌与围岩松散接触对隧道结构安全的影响研究

为探讨衬砌后与围岩松散接触状态对隧道安全性的影响,文章以巴平高速公路隧道为例进行了试验研究,总结了松散接触状态对衬砌结构在不同密实度和不同松散接触面积下力学性能的影响。结果表明：为了保持衬砌结构的稳定性,建议衬砌后回填灌浆的密实度应在80%以上,强度应达到围岩强度的50%以上。     

钢纤维喷混凝土隧道衬砌作用机理的探讨

近年来,随着钢纤维喷混凝土应用的日益推广,其有关的理论及试验研究也越来越深入,但从总的趋势来看,理论研究还是落后于钢纤维喷混凝土的实际应用.文章对钢纤维喷混凝土作为隧道衬砌的作用机理从试验研究、理论模型及实际应用几个方面进行了探讨,建立了塑性铰力学计算模型,并对实际隧道工程进行了计算.     

公路山岭隧道衬砌结构补漏技术研究进展

为全面了解公路山岭隧道衬砌结构补漏技术的最新研究进展,文章通过对既有公路山岭隧道的调查和统计,结合大量的文献资料,从防排水设计、材料和施工等方面分析了渗漏现象的本质,明确了隧道抗渗防漏的薄弱部位和保证补漏效果的关键环节;从衬砌混凝土、施工缝、变形缝和活裂缝等方面,介绍了当前国内外补漏技术的最新研究成果(包括补漏涂材、构造补漏和施工工艺等);并探讨了当前隧道补漏技术存在的问题和发展的新趋势。     

麦积山特长公路隧道施工期衬砌结构可靠度分析

为了解麦积山特长公路隧道施工期结构可靠性,确定影响结构可靠性的主要因素,基于连续介质模型,运用PFEM、Latin hypercube MC、可靠度灵敏度等方法和手段,研究了衬砌结构可靠度。计算结果显示,麦积山隧道右线衬砌结构可靠指标为3.8,结构失效概率小;现场测试也表明,支护及衬砌结构安全。文章论述的将一般工程结构可靠度理论与衬砌结构特点相结合、定量计算与定性分析相结合、现场测试与理论计算相结合,可全面反映衬砌结构可靠性水平;可靠度、灵敏度分析有助于确定影响可靠度的主要随机变量,从而针对可控因素,可合理确定提高结构可靠度的措施。     

大伙房输水隧洞混凝土衬砌层的地震响应分析

文章结合大伙房输水隧洞二期工程,考虑围岩与衬砌层、水体与衬砌层的相互作用,采用现代岩体力学模型,对其进行模态分析和时程分析,分析了混凝土衬砌层的动力特性和地震响应,探讨了埋深、衬砌厚度、围岩弹性模量和水体等因素对混凝土衬砌层地震响应的影响;并指出衬砌层的环向应力是地震破坏作用的主导,埋深和围岩弹性模量是影响衬砌层地震性能的重要因素,衬砌厚度和水体的影响较小。     

输水盾构隧洞复合衬砌结构设计计算研究

软土有压输水盾构隧洞采用管片外衬和整筑预应力内衬作复合式衬砌的设计计算中,为能较好考虑内衬与外衬管片的相互作用,以及内衬预应力荷载在隧洞施工和运营各阶段对复合衬砌结构受力的影响,本文提出了一种新的实体叠合计算模型。由于确定管片纵缝接头抗弯刚度的复杂性,文中建议对用数值模拟管片纵缝接头刚度采用了一种非线性耦合弹簧＂接触对＂的模拟系统。在采用实体单元建模的条件下,由于计入管片接头刚度的力学处理困难,文中研究了一种能以模拟管片接头刚度的简化计算方法。根据内、外衬砌接触界面处理方式的不同,文中提出了5种适合不同界面条件内、外层衬砌的相互作用模型。此外,本文还研制了内衬预应力荷载的一种转化程序,以解决采用等效荷载法施加预应力时的前处理问题。上述各点创意构思已在南水北调中线一期穿黄隧洞的结构设计研究中得到了具体反映和成功应用。     

输水管道盾构隧道衬砌结构内力计算比较分析

盾构隧道衬砌内力计算的方法有多种，但各有优缺点。针对潮河输水管道盾构法隧道衬砌结构，分别采用荷载结构法中考虑土体侧向弹性抗力的匀质圆环修正惯用法和连续介质有限元法进行内力计算。通过比较衬砌管片结构内力和变形分布规律，得到了对设计有参考价值的结论。     

新七道梁隧道大型火灾损毁调查及处治方案

2011年4月8日凌晨3时许,兰州—临洮高速公路新七道梁隧道上行线—紧急停车带处两辆罐车追尾着火,造成隧道上行线土建部分及交通工程严重损毁.通过对该段落衬砌结构损伤程度的检测、评估,对不同损伤程度的衬砌结构、路面及电缆槽等分别提出了不同的恢复设计方案.对新七道梁隧道4.8灾害损毁结构恢复设计方案进行探讨,旨在对新建隧道相关设计有所思考,避免类似灾害的发生,同时能够为同类工程提供一定的借鉴和参考.     

活断层错动位移下衬砌断面型式对隧道结构的影响

以棋盘石隧道为工程背景,采用有限元方法,设置五种不同仰拱半径的三心圆断面,对比研究了活动断层错动下不同衬砌断面型式对链式结构隧道受力及塑性变形的影响。结果表明:断层错动引起隧道二次衬砌受到拉张、剪切、挤压组合作用;断层错动引起的高应力带主要在断层带内的节段拱脚位置,且峰值位于上盘,剪切缝能有效地吸收断层错动产生的拉应力;在隧道断面不断趋向正圆的过程中,二次衬砌最大主应力、最小主应力、剪应力均呈减小趋势,等效塑性应变呈增大趋势。     

整体式隧道衬砌的非线性优化设计方法

文章把隧道整体式衬砌的优化设计归结为非线性规划问题,建立了目标函数,采用罚函数法(SUMT)进行求解,并运用该方法对某工程实例进行了分析.     

隧道局部欠厚衬砌对结构受力影响 与加固技术研究

某高速公路隧道存在衬砌局部厚度小于设计值的情况,利用数值计算对局部欠厚衬砌进行了结构受力分析与验算,结果表明衬砌局部欠厚会造成其内力分布左右不对称,衬砌截面翼缘应力极值出现在缺陷位置。经综合比选,采用粘贴钢板方案进行了加固补强,有效避免了欠厚衬砌对结构安全带来的潜在威胁。     

基于物元理论的公路隧道衬砌结构技术状况评估模型

为了评估施工期高速公路隧道衬砌结构技术状况,文章运用层次分析法建立由目标层、因素层和指标层构成的递阶层次结构模型,分析影响隧道衬砌结构的各种不确定性因素;采用物元理论、模糊集合论和信息熵理论,构建熵权模糊物元评估模型.工程实例应用结果表明,交工前隧道结构技术状况为IA,衬砌破损程度等级为一般;衬砌裂缝和衬砌背后空洞是影响评估结果的最主要因素.研究认为:该评估方法考虑了指标因子的不确定性,将主观权重与客观权重相结合,避免了传统评判方法中的主观随意性,所得结果更加符合客观实际.