隧道洞口段的抗震设防长度

运用Newmark隐式时间积分有限元法并采用粘-弹性人工边界,进行了隧道三维地震反应分析。在不同的围岩材料、衬砌类型情况下,分析了隧道洞口段衬砌应力和位移沿隧道轴线方向的变化规律以及采取注浆加固围岩方法的减震效果。计算结果表明:抗震设防长度主要与洞口段围岩性质有关,洞口段松软、破碎的围岩越长,隧道的设防长度就越长;隧道的断面形式以及洞口段临空面的存在与隧道的设防长度关系不大;在地震荷载作用下,洞口段隧道衬砌产生了很大的轴向应力;可采用注浆加固洞口段围岩的方法减小洞口段衬砌的应力和位移。     

高烈度地震区山岭隧道洞口减震问题的数值模拟研究

采用有限差分软件FLAC3D 3.0研究隧道洞口段的抗震设防长度和衬砌刚度对地震反应的影响,分析设置横向减震层、纵向减震层和加固围岩对衬砌结构的减震效果,并总结山岭隧道洞口减震的思路和措施.结果表明:一般进入洞内25～30 m后地震放大效应开始趋于平稳,该距离可为确定洞口抗震设防长度参考;衬砌刚度过大在一定程度上将加大震害;设置横向减震层和纵向减震层都能使地震反应明显减弱,使应力分布更趋均匀,且前者效果明显好于后者;通过设置锚杆增强围岩整体性,可有效减少作用在衬砌上的地震荷载,且对软质围岩效果更佳.最后,提出山岭隧道洞口必须综合减震,衬砌应该刚、柔平衡.     

城市深埋雨水调蓄系统地震响应分析

近年来城市洪涝灾害频发,为解决这一问题,国家大力提倡建设"海绵城市",建设城市深埋雨水调蓄系统。雨水调蓄系统一般由调蓄隧道、泵站和雨水处理厂等组成,以竖井-综合设施-调蓄隧道结构体系的型式最为复杂。该结构体系包括圆形竖井结构、多层框架综合设施和深埋盾构隧道结构,外形多变,结构之间的连接差异较大,因此有必要对该结构体系进行抗震研究。以竖井-综合设施-调蓄隧道结构体系为研究对象,建立了结构-土层三维有限元模型,考查结构体系在设防烈度地震和罕遇地震作用下的地震响应情况。计算发现,竖井结构与盾构隧道连接处地震响应较大,出现了应力集中现象。根据《建筑抗震设计规范》,验算了该连接处设防烈度地震下的内力和罕遇地震下的变形,发现均小于静力设计工况。这表明,地震工况对该结构体系不起控制作用,地震作用下该结构体系出于安全状态。     

国道213线都江堰至汶川段隧道震害调查与分析

5.12汶川大地震中我国公路隧道首次出现较为严重的破坏。通过对国道213线都江堰至汶川段公路隧道震害的详细调查,了解了现阶段我国公路隧道的抗震性能及在强震下的震害型式,初步分析了地质条件、施工质量、支护措施、地震作用方向等因素与隧道震害的关系,提出了公路隧道抗震设计中应注意的问题与设防对策。     

公路隧道运营安全设防分级标准的研究

简述了公路隧道运营安全评价总体思路,重点介绍公路隧道安全设防等级划分的方法。认为公路隧道运营安全设防等级的划分是进行隧道运营安全评价的前提,在进行公路隧道运营安全设防等级划分时,应重点处理好安全设防等级和隧道重要程度、隧道规模、隧道设计交通量、车速、交通组成以及服务水平的关系。同时,认为隧道安全设防等级的划分应该重点考虑隧道重要度、长度和设计交通量三因素。最后,根据三者关系,将隧道的安全设防等级划分为5级,并给出了具体的划分方法。     

山岭隧道抗震设计与减震措施研究

山岭隧道是现代交通网中重要组成部分,同时也作为一种特殊的地下结构。对于建造在高烈度地震区的山岭隧道,其抗震分析的研究还存在着亟待解决的问题。简要介绍了山岭隧道地震破坏形式和震害机理,并针对我国目前山岭隧道采用地震系数法、反应位移法和动力时程分析法三种抗震计算方法进行归纳总结,详细介绍了三种方法的计算原理和特点以及各自的适用性。同时对山岭隧道减震措施和理论分析方法进行归纳总结,并给出了适合高烈度地震区山岭隧道的减震措施。在对当前山岭隧道研究成果评述的基础上探讨了目前仍存在的一些问题,包括不同抗震计算方法的合理性、减震措施的适用性、时程分析法中地震波的确定以及减震层刚度的选择等。这些成果将为隧道的抗震设计提供理论依据和参考,对改善我国高烈度地震区山岭隧道的抗震设计具有重要意义。     

克拉2气田盐水沟隧道地震响应特性分析

通过对克拉2气田盐水沟山岭隧道震害调查分析,发现了洞口段和洞身段的裂缝较为密集。因此,借助连续介质离散元软件CDEM,研究了在高烈度地震区地震情况下隧道的整体地震响应特性和隧道进出口段、围岩改变及山岭隧道埋深变化的洞身段的地震响应特性,并在此基础上分析了隧道产生大量裂缝的震害机理。     

山岭隧道振动台模型试验研究的现状与展望

山岭隧道在地震作用下的动力响应与抗震性能,是近10年来国内外工程界及学术界的一个研究热点。采用振动台模型试验,直接模拟与再现地震作用下围岩与隧道结构的动力响应,是研究其动力特性和抗震性能的一种重要手段。针对山岭隧道的振动台模型试验研究,从对象与目的、相似理论、相似材料、模型制作、地震波选取等5个方面,系统地论述国内外山岭隧道振动台模型试验的研究现状,同时也对其今后的发展趋势进行了展望。     

基于反应位移法的隧道结构抗震计算与分析

5·12汶川大地震中隧道工程显现出的大量震害现象,再次提醒工程界应高度重视隧道结构的抗震设计问题。目前我国山岭隧道结构的抗震设计多采用地震系数法,文中引入反应位移法,在简要介绍其基本原理的基础上,以单线铁路隧道工程为背景阐述了计算过程,并与地震系数法的计算结果进行比较,供同行参考。     

隧道洞口段地震响应及抗减震技术研究综述

对于山岭隧道而言,洞口段是整个隧道结构的咽喉部位,一旦其在地震中发生坍塌等震害,势必对隧道运营造成最直接的影响。对隧道洞口段的地震动力特性及抗减震技术进行研究具有重要意义和实用价值,通过文献调研,对目前该问题的研究进展和已取得的成果作了详细分析,提出了研究中存在的问题及建议。     

武罐路(高比例桥隧路线)隧道群的隧址选择及线形特点

山岭峡谷区公路隧道群是近年来我国山区公路隧道建设发展的新形式,它在设计、施工、建设管理等方面和一般公路隧道相比具有地形陡峻、洞口地质条件复杂、桥隧比例高(洛塘至罐子沟段桥隧长度占全线91.2%,隧道长度占全线47.6%)、施工条件困难、隧道弃渣量大、投资高且风险较大等特点,本文结合武罐高速公路洛塘至罐子沟(甘川界)段工程设计对山岭峡谷区高比例桥隧路线的工程特点及主要技术问题、隧址选择的影响因素、隧道线形设计的基本原则及该路段隧道线性特点等问题进行了分析阐述。     

苍岭隧道火灾条件下的通风排烟设计

从隧道火灾发生的原因、特点、危害及启示分析入手,重点对浙江省内在建的苍岭隧道特征及火灾发生频率进行了分析,通过技术、经济、安全等各方面的综合比较后,确定火灾工况条件下采用带独立排烟道的竖井送排式纵向通风模式,文中重点对目前国内山岭隧道中未见采用的带独立排烟通道的通风排烟系统的工作方式进行了深入探讨。以期为后续类似山岭隧道的设计和修建提供参考依据。     

山岭隧道结构耐久性设计

以国道109新线高速公路为工程案例,采用理论分析和工程类比的方法分析确定了山岭隧道耐久性的设计内容,提出山岭隧道二次衬砌耐久性设计流程,同时结合工程实际环境条件对隧道耐久性进行了详尽设计。所并提出的提高二次衬砌结构耐久性的技术措施,可为类似山岭隧道耐久性设计提供有效借鉴。     

盾构隧道地震系数法的抗震分析

地震荷载使盾构隧道的最不利荷载位置、大小与常时荷载都有所不同,这种变化在抗震设计中应该予以考虑。以成都地铁区间盾构隧道为例,采用地震系数法对不同地震烈度和不同埋深条件下的隧道进行数值模拟,分析了上覆土柱引起的水平地震力与侧压力增量对衬砌结构内力的影响;隧道的主要破坏形式。     

穿越活动断裂带铁路隧道抗震关键技术

震害统计结果表明，当隧道穿越活动断裂带段时，结构震损尤为严重，尤其是位错量达到m级时，仅靠结构自身难以抵抗。为建立穿越活动断裂带铁路隧道抗震技术体系，通过现场调查对大梁隧道震害特征进行分析，采用模型试验及数值模拟方法研究穿越活动断裂带隧道变形破坏机制。研究表明： 1）现有铁路隧道抗震技术及工程措施可保证洞口、浅埋及洞身非活动断裂带段的隧道结构在地震作用下保持结构稳定，但目前尚无可靠的隧道结构形式可以抵抗大尺度位错。2）基于震害调查结果，通过理论分析提出穿越活动断裂带隧道设防分区。3）穿越活动断裂带隧道的破坏主要集中在强烈影响段及其两侧一般影响段，应针对2种区段的不同震害机制分别进行抗震设防。4）通过理论分析及文献调研，提出穿越活动断裂带隧道新型多级减震可变结构设计体系、隧道震后快速抢通方案。     

春天门隧道地下水保护设计研究

针对复杂水文地质条件下隧道开挖可能加剧地下水疏干,引发居民生产生活地表用水困难的问题,系统地总结了隧道地下水保护设计经验和存在的不足,改变传统山岭公路隧道"以排为主"的设计理念,在春天门隧道设计中首次完全按"以堵为主"的有压隧道进行设计,通过多形式注浆堵水、根据水压分类设置抗水压衬砌、地表水体防渗和引水回灌等综合措施,地下水保护取得了较好的成效,为山岭公路隧道地下水保护设计提供了示范。     

高地震区广甘高速公路隧道抗震设计的探讨

道路工程遭受地震破坏的程度,相比之下隧道是最轻的。文中结合广甘高速公路穿越龙门山构造带的地质条件进行分析,在探讨选线原则及抗震标准的基础上,重点对隧道抗震设计及几座隧道方案提出了建议。     

国内外特长山岭铁路隧道单、双洞长度分布特征研究

为明确特长山岭铁路隧道单、双洞型式及其长度特征,对国内外310座特长山岭铁路隧道的实际工程案例进行统计分析,对比我国已建和在建特长山岭铁路隧道单、双洞的长度分布现状,并分析亚洲(除中国外)、欧洲国家特长山岭铁路隧道单、双洞的长度分布特征。研究表明:1)国内长度10kml≤15km的特长山岭铁路隧道中,已建单、双洞隧道数量比为18∶1,在建隧道洞线型式基本选用单洞双线型式;2)国内长度15kml≤20km的特长山岭铁路隧道中,已建单、双洞隧道数量比约为1∶1,在建单、双洞隧道数量比为20∶1;3)国内长度20km的特长山岭铁路隧道中,已建隧道洞线型式基本选用双洞单线型式,在建单、双洞隧道数量比为5∶2;4)截至2020年底,已建和在建特长山岭铁路隧道总数中,单洞隧道数量增长约30%,双洞隧道数量增长约1%;5)亚洲国家(除中国外)长度20km的特长山岭铁路隧道基本选用单洞双线型式,欧洲国家长度20km的特长山岭铁路隧道基本选用双洞单线型式。     

正断层下隧道结构受力特征及设防长度研究

以乌鲁木齐市跨活动断层轨道交通1号线地铁隧道为研究对象，根据活动断裂带近场区几何学特征与运动学特征并结合区域地震构造条件，采用理论分析和数值模拟综合方法，针对活动正断层粘滑错动下隧道衬砌结构在不同因素条件时的纵向力学响应，系统计算分析了整体式隧道衬砌结构纵向应变、主应力、裂缝和围岩-初期支护附加接触力等分布规律。结果表明:结构埋深从10 m增至20 m，隧道结构设防范围无明显变化；断层倾角从60°增至80°，隧道结构设防范围逐渐减小。     

强震区隧道洞口段减震的振动台模型试验

就山岭隧道而言,洞口段往往是震害最严重的部位。为了研究强震区隧道洞口段设置减震层的减震效果,对隧道结构进行了振动台模型试验。分别从衬砌的应变、加速度方面进行了分析,结果表明:减震层的减震作用明显。最后,对试验中的地表地震裂缝的震害进行了描述。