砂板岩互层隧道掌子面突水灾变发生模型试验研究

To investigate the catastrophic mechanism and pattern of water inrush in tunnels in sand-slate strata, this paper takes the Xinping Tunnel on China-Laos Railway as the study case, and through model tests, reproduces the catastrophic occurrence and evolution process of the water inrush in the progressive failure of slate aquifuge, so as to analyze the changing pattern of the stress-strain characteristics of surrounding rocks, seepage pressure and flow rate with the decreasing thickness of the aquifuge. The results show that: (1) The water inrush in the sand slate strata would experience three stages: seepage, inrush and attenuation, which is essentially a gradual evolution process where, under the action of excavation unloading and stress and seepage coupling, fractures in the weak parts of the aquifuge gradually expand and break through until inrush channels are formed and the stability of the aquifuge loses gradually; (2) The stress-strain curve of the surrounding rocks and the relationship between the seepage pressure and flow show significant precursor and stage characteristics, and their changing patterns reflect the breeding, devel⁃ opment and evolution process of the disaster; (3) A sudden change point exists in the changing process of the seep⁃ age pressure and flow rate, and this sudden change point can be seen as the characteristic point of degradation in the water-blocking capacity of the aquifuge. The aquifuge thickness reflected by this point can be seen as the critical safety thickness of the aquifuge. © 2023 Editorial By Modern Tunnelling Technology. All rights reserved.     

公路隧道模型试验相似材料试验研究

满足相似关系的模型材料是模型试验的基础.在调研相似材料研究现状的基础上,通过大量的配比试验研制出满足相似条件的模型材料,该相似材料是以重晶石粉、石英砂作为骨料,松香、酒精溶液作为胶结剂.材料力学试验表明,材料具有容重大、泊松比基本满足软岩的要求、抗压强度和弹性模量低、力学性能稳定、可重复使用等特点.     

连拱公路隧道施工方法模型试验研究

文章通过相似模型试验,对Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下采用三导洞法、中导洞半断面法和中导洞全断面法修建4车道双连拱公路隧道进行了研究.通过对试验结果的研究分析,提出了在不同级别围岩条件下4车道双连拱公路隧道安全、经济、合理的施工方法,可为连拱隧道的设计和施工提供参考.     

高烈度地震区山岭隧道模型试验研究

以雅泸高速公路高烈度地震区某山岭隧道为背景,对山岭隧道结构地震动力响应进行了大型振动台模型试验研究。试验表明,在隧道洞口段模型土表层裂缝均先从隧道拱顶偏向两侧45°角位置出现,然后斜向向上扩展;在隧道洞身段进出口纵向及斜向裂缝数量较多,大部分裂缝延伸至环向裂缝后终止。在隧道洞身段试验中,拱顶内缘和两侧边墙中部衬砌外缘出现拉裂性裂缝;在仰拱部位出现剪裂性裂缝或压裂性裂缝,并有不同程度的错动,是受地震影响最大的部位。     

拱盖法隧道围岩稳定性模型试验研究

文章利用大尺寸模型试验,研究了拱盖法隧道开挖过程中地表的发展模式和围岩受力情况。结果表明:隧道开挖过程中地表沉降先后经历了缓慢沉降、快速沉降和缓慢沉降三个阶段,其中中导洞开挖、竖向支撑拆除是沉降快速发展的阶段,拱部二次衬砌完成后开挖下部围岩对地表变形贡献不大;在掌子面推进过程中,监测断面各部位围岩荷载的释放过程具有较大差异性,拱部围岩荷载相比于拱脚和边墙释放更快,且幅度更大;拱部围岩中导洞开挖和临时支撑拆除会导致已稳定的围岩压力二次释放;由于支护的及时跟进,围岩自承能力得以发挥,围岩径向收敛变形得到较好的控制;拱部围岩中导洞开挖和临时支撑拆除会导致已稳定的围岩压力二次释放,建议工程中应将拱顶沉降作为拱盖法围岩稳定判别的主要依据。     

高地应力下隧道结构力学的模型试验研究

随着交通建设不断发展,深埋高地应力条件下的长大隧道的数量越来越多。高地应力对地下工程围岩稳定及支护结构的影响比较显著,隧道主体结构受力特征同一般交通隧道有较大的差别。以高地应力条件下修建的苍岭隧道为研究对象,采用室内模型试验,研究不同应力场下隧道主体结构的实际力学状态及破坏形态,为隧道运营期间主体结构安全监控及工程维护提供基础数据。     

浅滩区桥梁基础施工工艺研究

在桥梁建设过程中,若其地理位置处于浅滩区,则需要使用到的施工工艺更为复杂,针对这一现象,文章结合实际案例对浅滩区桥梁基础施工工艺进行了研究,对比了预定钢围堰法施工工艺与钢板桩围堰法施工工艺在浅滩区桥梁基础施工中应用的可行性,分析得出钢板桩围堰法施工工艺在浅滩区桥梁基础施工中具有更显著的优势。     

大型沉管隧道模型试验相似材料研究

为研究沉管隧道在不均匀沉降及不均匀荷载作用下的节段接头作用机理,参考试验平台尺寸确定了试验模型相似比,根据相似定理推导了相似判据。采用高水灰比、高砂率并选取低标号水泥、低弹模骨料、膨润土、聚丙烯纤维、粉煤灰等材料制成相似材料混合料,经试配试验最后确定相似材料混合料配合比。应用万能压力机、应变仪、引伸计等对试件强度与弹性模量进行了力学测试。配合比试验研究表明,通过调节膨润土的掺量,能够配制出弹模低于10 GPa,而强度高于8 MPa的相似材料混凝土。所配制的相似材料混凝土的力学性能稳定,与普通混凝土的力学性质相似,满足试验要求。     

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.     

隧道分区防水模型试验及工程应用研究

文章针对复合式衬砌在防水方面存在的问题,通过结构模型实验,对隧道复合衬砌卷材防水板分区防水的关键技术进行研究,对其防水效果进行综合评价,提出了分区防水的原则、设计参数和确保分区成功的拱顶注浆参数,同时为隧道分区防水的施工工艺提供确切的试验依据.阳宗隧道富水段工程运用分区防水技术,实现了隧道富水段不渗不漏目标,防水效果优异.     

隧道不同支护体系的支护效果模型试验研究

为研究隧道不同支护体系的支护效果,文章以Ⅳ级围岩双车道公路隧道为研究对象,采用相似比为1∶30的模型试验研究不同支护体系的承载能力,取拱顶位移20 mm(换算成隧道原型则为60 cm)时的外部荷载作为围岩-支护体系的极限承载能力,试验结果表明:(1)不论是围岩+系统锚杆+喷射混凝土,还是围岩+喷射混凝土,或者是围岩+系统锚杆支护体系,其极限承载能力均较毛洞状态有很大提高。其中围岩+系统锚杆+喷射混凝土支护体系提高了56.8%,围岩+喷射混凝土支护体系提高了48.3%,围岩+系统锚杆支护体系提高了47.8%;(2)系统锚杆+喷射混凝土的支护效果最好,其次为喷射混凝土,再次为系统锚杆。而系统锚杆与喷射混凝土的支护效果相差无几,难分伯仲;(3)系统锚杆和喷射混凝土的联合支护并没有达到1+1=2或者2的效果,可以做适当优化。     

黄土地铁隧道锚杆布置方式的模型试验研究

文章利用平面应变三向加载装置进行室内模型试验,对无锚杆、全环锚杆和边墙锚杆三种锚杆布置方式进行了对比试验,并参考工程现场测试结果,对系统锚杆在黄土地铁隧道中的作用进行了研究;通过模型试验获得了适合黄土地铁隧道的锚杆相似材料,实现了"先加载,后挖洞"以及锚杆和衬砌联为一体的试验方法。通过对比发现:系统锚杆能较好地控制掌子面周围的塑性区发展;边墙锚杆在隧道洞室开挖支护后能加快围岩应力调整,且能有效改善衬砌的受力情况;综合考虑经济因素,认为边墙锚杆支护系统在浅埋暗挖黄土地铁围岩中加固效果较好,实际施工中应予以保留。     

隧道彩色抗滑功能层施工工艺研究

文章结合广西岑溪至水汶高速公路均昌隧道工程实例,介绍了隧道彩色抗滑功能层水泥混凝土配合比设计方案,分析了彩色抗滑功能层关键施工工艺,并通过该隧道抗滑耐磨测试,验证了该功能层施工工艺的可行性。     

紫坪埔隧道小净距段施工方案模型试验研究

为节约工程造价,董家山隧道汶川端设计为渐变小净距隧道与整幅修建的泯江大桥相接。该端隧道洞口段左、右线间距较小,围岩较差。为保证隧道的安全施工,利用模型试验对洞口小净距段岩墙的加固措施、开挖方式及支护体系等施工方案进行了研究,提出了该段合理的施工方法和岩墙加固措施的建议,为董家山隧道小净距段的顺利施工提供指导。     

上海外环沉管隧道管段基础压砂法施工技术

管段基础处理是沉管法隧道施工中的重要环节,文章以上海外环沉管隧道管段基础处理为工程背景,对压砂法的机理及其试验进行说明,对压砂施工的流程及工艺、安全与质量的控制方法进行了介绍,并对管段的沉降进行了分析.     

核子密度仪与灌砂法的对比试验

正确使用核子密度仪的方法是在检测之前,应把核子密度仪与灌砂法进行对比试验,建立该段路基填料的回归方程式,求出相关系数,进行修正,从而达到快捷、准确地控制路基的压实质量.     

深厚砂卵石地层超深竖井施工降水模型试验研究

富水砂卵石地层中基坑降水始终是工程界较大的难题,文章针对兰州强透水深厚砂卵石地层超深竖井降水进行了理论计算和模型试验研究,研制了一套有效的模型试验系统,配置了砂卵石土体相似材料,并重点研究了基底注浆加固对基坑降水的影响.研究结果表明:(1)黄河对基坑降水有重要的影响,靠近黄河一侧降水漏斗曲线陡直,远离黄河一侧降水漏斗曲...     

浅析盾构隧道模型试验的现状与发展

模型试验是盾构隧道相关研究工作中常用的研究手段。文章对目前盾构隧道模型试验所涉及到的问题进行了系统总结分析,将其归结为管片结构的受力问题、隧道结构本身的分析模型问题、结构与围岩的相互作用问题、开挖面稳定问题、结构与邻近结构物的相互作用问题、隧道施工扰动与控制问题,以及其他问题等。通过典型模型试验实例,对每类问题进行了分析阐述,系统归纳了模型试验在盾构隧道相关研究工作中的进展和成果。针对盾构隧道模型试验经常涉及到的诸如结构模型、模型土、模型箱等材料的选择,加载方案的设计,以及试验方案的综合设计等问题进行了阐述分析,并针对性地提出了意见和建议。     

超大直径盾构隧道下穿铁路施工的离心机模型试验研究

盾构隧道近接下穿运营高速铁路施工会引起地基下沉、轨道不均匀沉降等病害,严重影响线路的正常运行,甚至会对铁路造成破坏.为研究超大直径盾构隧道动态掘进过程对地表城际铁路沉降影响,文章以武汉两湖超大直径盾构隧道斜下穿城际铁路项目为依托,通过土工离心机模型试验模拟了超大直径盾构隧道近接下穿城际铁路施工中盾构接近-下穿-驶离铁路...