飞机荷载对隧道结构的动力影响分析

随着立体交通路网的发展,在机场跑道或停机坪下修建隧道的情况时有发生,这就需要研究飞机移动荷载对下穿隧道结构的影响,以确保其安全。文章依托北京市首都机场捷运工程,基于有限元法比选了节点动力荷载及面动力荷载两种简化飞机移动荷载的响应结果,结合计算结果与现场实测数据,进一步分析了飞机移动荷载对隧道结构的影响规律。结果表明:两种飞机简化荷载作用下,隧道的竖向位移变化规律相似,但节点动力荷载作用时隧道的竖向位移略大;飞机着陆点与隧道相对位置的变化对隧道结构的竖向位移变化规律影响不大;飞机位于隧道正上方三倍洞径范围内跑道时对隧道结构的动力影响是不容忽视的,不仅引起隧道结构发生明显的竖向位移,还可导致围岩压力的显著增大;而在飞机动、静荷载作用下,拱顶中心位置的围岩压力及竖向位移最大,需重点关注。     

上海软土地铁隧道变形影响因素及变形特征分析

盾构法隧道是上海软土地铁隧道的主要型式,隧道过大的纵向和横向变形是危及结构安全的重要病害之一。根据上海地铁隧道结构长期监测数据和监护实践,对其结构变形产生的原因、变形过程及变形特征进行了分析,所得到的结论有助于指导地铁隧道日常维护和变形控制。     

软土盾构隧道的纵向变形分析

文中分析了圆形装配式钢筋混凝土衬砌盾构隧道的特点。分别介绍了等效弹性压缩刚度（ＥＡ）cp、等效弹性拉伸刚度（ＥＡ）cT)、等效弹性弯曲刚度（ＥＩ）eB,并利用这三种等效刚度,对盾构隧道的几个纵向静、动力问题,作了较深入的分析探讨。     

岩石蠕变对隧道二次衬砌结构影响的研究

岩石蠕变是岩石的重要力学特征之一.在隧道开挖完之后的很长时间内,围岩会因为蠕变而进行应力调整,蠕变产生的荷载由隧道的初期支护和二次衬砌联合承担.在隧道设计中往往将二次衬砌作为安全储备,而没有分析围岩蠕变荷载对二次衬砌的影响,因此分析隧道二次衬砌受力以及健康程度随时间的变化是十分有必要的.文章结合泥巴山隧道工程,利用大型有限差分软件FLAC3d的Burgers蠕变模型,分析了不同时间蠕变对围岩应力重分布以及对二次衬砌的力学性能的影响,得出了一些有价值的结论.     

隧道锚开挖及承载对既有隧道的变形影响分析

为评估隧道锚开挖及承载对下方既有隧道安全性的影响,采用弹性地基梁理论建立既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形计算模型,基于Mindlin公式分别给出隧道锚开挖及承载影响下的附加荷载计算方法,提出既有隧道竖向隆起变形安全性控制标准为12 mm。以四川沿江高速宁巧隧道-隧道锚体系为例,分析既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形特征,研究表明：既有隧道变形呈“凸”形,最大变形量位于锚塞体正下方附近,且随着与锚塞体距离的增大,隧道变形逐渐减小,最终收敛;既有隧道变形量随着围岩等级的降低及隧道-隧道锚间距的减小而增大;Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下,隧道整体处于安全状态;Ⅴ级围岩条件下,隧道变形量在隧道锚开挖过程中已超过控制值,需要采取围岩加固、结构加强等工程措施。     

基坑施工对下方既有盾构隧道结构变形影响分析

文章针对骑跨于既有盾构隧道之上的基坑工程,按实际工况进行了开挖支护的平面应变有限元模拟,其中土体采用修正剑桥弹塑性模型.计算结果表明:隧道开挖致使周边土体呈X形的塑性区,且地下连续墙对于该塑性区开展有遮挡效应;当隧道位于基坑开挖中心线正下方时,隧道几乎不发生水平位移,且基坑开挖对位于其下方的已建隧道的竖向位移的影响较水平位移大,故当地下连续墙端部与隧道竖向间距足够大,隧道拱底与拱顶水平位移逐渐趋于相同.     

负覆土隧道结构变形分析及控制

在地面道路与地下隧道的交通接线工程中,往往采用大开挖施作暗埋段结构,这就给地面带来了很大的环境影响,地面出入式盾构法隧道施工技术(GPST)成为解决这种矛盾的有效途径。文章以该技术的示范工程为背景,着重阐述了隧道结构变形因素分析及理论计算以及管片稳定装置、同步注浆控制以及提高隧道接头刚度等隧道变形控制技术。GPST工法的提出拓展了盾构法隧道的应用范围,为隧道线路规划设计提供了一种新的思路。     

采空区地层变形产生的隧道附加荷载及变形容许值计算与分析

文章分别计算了采空区上方地层弯曲时对隧道产生的附加荷载q1、q2及地层水平应变时对隧道产生的附加荷载qH,并推导出了采空区地层容许弯曲变形和水平应变数值.结果表明,现行交通部《采空区公路设计与施工技术细则》规定的采空区地基容许变形值较为笼统且偏大,结构偏于不安全.最后,文章根据计算结果对比,对不同围岩级别提出了更严格、更安全、更有针对性和可操作性的隧道对采空区地层变形限制要求,以供广大隧道工作者参考使用.     

拼装方式对盾构隧道衬砌结构变形和内力的影响分析

文章结合广州地铁区间盾构隧道管片衬砌结构设计,采用梁-弹簧模型计算法对不同拼装方式下的盾构隧道衬砌环变形和弯矩、轴力、剪力等内力分布以及衬砌环变形量和内力随隧道埋深的变化规律进行了探讨和分析.通过对盾构隧道装配式衬砌结构变形和内力分布规律及影响因素的系统研究,深入探讨了拼装方式对盾构隧道管片衬砌结构设计的影响.     

独墅湖隧道主体结构受力及变形规律分析

介绍了苏州独墅湖隧道主体结构在水土压力荷载、不均匀沉降等因素作用下的受力与变形规律,通过现场测试与三维有限元分析以及对实测值与理论值的比较,找出了可能存在隧道渗漏隐患的薄弱环节,为隧道维护和管养提供了科学依据。     

隧道围岩变形影响因素分析

在对岩体工程进行开挖的过程中,可能会破坏岩体中已经达到的平衡状态,并改变岩体结构的应力场分布,致使应力发生重分布问题,从而导致岩体结构发生变形或者破坏。鉴于此,以某隧道工程为实际研究对象,在对其复杂地质条件进行分析的前提条件下,选择下行方向XK20+680断面作为围岩结构力学模拟的工作区域,对隧道围岩结构变形的相关影响因素进行了分析与研究。     

软土层特性对斜坡路基沉降及变形影响研究

为研究软土层特性对斜坡软土路基沉降及变形影响的规律,文章基于有限元方法建立斜坡软土路基数值模型,分别针对不同软土层厚度、坡度、粘聚力及内摩擦角对路堤水平位移和沉降值的影响进行模拟分析。研究结果表明:软土层厚度的增加会导致路堤水平位移和沉降值增大;软土层坡度的增大会增大路堤的水平位移和沉降值,坡度超过6°后增长幅度更为明显;软土层粘聚力和内摩擦角的增大可以有效减小路堤侧向变形和防止路堤发生过大沉降,但粘聚力超过15 kPa和内摩擦角超过20°后该提升效果会有所下降。研究结果可为斜坡软土路基设计工程提供理论借鉴。     

软土深埋大直径盾构法隧道施工受力及变形特性研究

随着我国城市化建设及区域融合的日益加快,盾构法隧道朝深大方向发展,隧道安全设计及建造面临着更为严峻的挑战。为探究软土地区大直径盾构深埋段的力学及变形特性,以上海某大型隧道工程为背景,通过全断面围压、结构内力及三维激光扫描变形测试,获取了盾构隧道施工期全过程结构受力变形发展规律;分析了软土地区深埋区段盾构法隧道变形发展机制,并探讨了结构内力及变形响应与外部荷载间的关联性;发现盾构法隧道变形与管片拼装机脱出盾尾时的受力有密切联系。由于深埋段围压较大,因此变形以对称状态为主,软土地区大直径隧道管片结构受力由施工初始阶段的局部受拉最终转变为整体受压、构造钢筋不受力状态。上述发现为后续合理确定盾构隧道受力模式及合理确定计算方法提供了技术支撑。     

山体滑坡对隧道变形破坏的影响

山岭隧道的变形破坏与山区边坡是否稳定密切相关,山体滑坡会对隧道的结构产生影响较大的危害。由于特殊的地理条件,我国每年因为滑坡造成的损失数量巨大,是世界上隧道受滑坡危害最严重的国家。以陕西省略阳县共青团嘉陵江隧道变形为例,分析滑坡与隧道变形的相互关系和作用机理,制定有针对性的治理措施,避免因山体滑坡造成重大损失,对于今后类似工程的设计和施工有一定的工程参考价值。     

隧道软弱围岩变形时效性表征及影响因素分析

为研究隧道开挖过程中围岩变形的时效特性,文章构建了能够反映岩石时间相依特性的弹粘塑性模型,且基于软弱砂岩单轴压缩率敏性室内试验获得了模型参数,并将模型通过UMAT子程序成功嵌入到有限元软件ABAQUS中,结合杭长高速公路云峰寺隧道围岩变形监测数据反演确定了本构模型综合参数。对该隧道K106+995断面围岩流变变形三维数值分析结果表明:锚喷厚度依次取15 cm、20 cm、25 cm和30 cm时,其拱顶沉降相对前者依次降低了2.53%、2.11%和1.99%,但对围岩水平收敛变化影响相对较弱;当锚喷厚度增加到一定值后,作用已经很微弱;当上台阶以2 m/d和3 m/d的开挖速度从K106+986断面推进27 m时,K106+986开挖面洞周围岩变形稳定经历的时间则分别为13.5 d和9 d,拱顶处围岩变形分别增加了5.77 mm和4.09 mm,相差1.68 mm,说明开挖速度在短期内所引起的变形之差比较明显,而对围岩变形的长期影响较小。     

衬砌开裂对隧道结构安全性的影响分析

文章基于高速公路运营隧道衬砌结构安全性的分析,对隧道衬砌开裂情况进行了调查,结合规范进行了隧道结构安全等级评定和衬砌刚度验算,对衬砌开裂后稳定性和安全性不足的测段进行加固设计,并进行了设计验算,验证了该加固方案可行。     

地下水位上升对地铁隧道结构的影响分析

随着城市经济的快速发展,地铁对城市交通运输的作用日益重要。地铁的投入使用对于解决交通拥堵、空气污染和制约城市发展的城市用地紧张等问题得到有效的解决。在地铁的发展过程中,随着城市建设而改变的环境条件,不管是既有的还是新建的地铁都会受到地下水水位变化的影响。本文结合某地铁的工程实例,利用渗透模块的建模分析,简要论述了地下水水位上升对地铁隧道结构的影响。     

软土地层加固对盾构姿态调控及地层变形的影响研究

Based on the large-diameter shield tunnel project in soft soil strata in Hengqin District of Zhuhai City, this paper establishes a numerical simulation and analysis model for large-diameter shield tunnelling in unrein-forced and pre-reinforced strata, and investigates the relationship between the deflection moment and pitch angle of the shield machine as well as the impact of the changes in the machine′s attitude on the deformation of the strata by changing the load distribution of the thrust system to apply the deflection moment. The results show that the gravitational eccentric moment that causes the initial bow of the shield machine is 261 MN·m, and the deflection moment required to level the attitude under the condition of pre-reinforced strata is about 21 MN·m, which is 81.1% smaller than the condition of un-reinforced strata (111 MN·m). Under the condition of pre-reinforced strata, for every 100 MN·m increase in the positive deflection moment, the pitch angle of the shield machine will increase by about 0.015°, which is 84.2% smaller than the condition of un-reinforcement (0.095°). Also, under the condition of identical negative deflection moment, the absolute value of pitch angle after pre-reinforcement is more than 85.0% smaller than the un-reinforced case. Pre-reinforcement of the strata results in a reduction of over 95.0% in both the maximum uplift and maximum settlement of the ground surface. © 2023 Editorial By Modern Tunnelling Technology. All rights reserved.     

上跨地铁隧道的转换结构基础施工与附加荷载影响分析研究

上跨地铁隧道的转换结构施工会对下方地铁隧道结构造成影响:(1)转换结构基础的开挖施工卸荷会引起下方隧道结构的上抬变形;(2)高层建筑的荷载传递到转换结构,会引起大跨转换结构的挠度变形,转换结构与下方岩土体材料接触后会对下方地铁隧道结构产生附加荷载。基于此,文章以深圳某上跨地铁隧道工程为例,全过程模拟分析了地铁隧道正上方转换基础基坑开挖卸荷和地下水下降的耦合影响效应,并对转换结构铺设在褥垫层和直接铺设在岩土基础上的两种工况进行了对比分析,结果表明:转换结构铺设在褥垫层上会有效减小传递到地铁隧道结构的附加荷载,转换结构由于竖向挠度变形对下方地铁隧道产生的附加荷载的影响不容忽视。     

塌方岩体重力荷载对隧道拱圈应力状态影响的数值分析

塌方岩体的自重荷载将对隧道内力产生较大影响,对其结构受力极其不利。文章基于混凝土材料的损伤塑性理论,建立了受力变形较符合实际的公路隧道结构的非线性模型,并利用大型有限元分析软件ABAQUwsdS对所建立的模型进行计算分析,得到在塌方岩体作用下隧道拱圈的第一主拉应力、正应力和剪应力的分布规律,进而找出了隧道拱顶和拱脚出现明显裂缝的主要原因,为类似运营隧道的加固设计与施工提供了重要的基础资料。