公路连拱隧道冻胀结构力学分析与防冻措施

针对目前我国中原以北地区公路连拱隧道在运行中越来越突出的衬砌冻胀破坏问题,文中根据隧道在冻胀条件下温度和结构的相应作用,初步探讨了冻胀力的计算方法并运用ANSYS有限元分析,模拟在冰冻环境温度作用下隧道的冻胀过程及持续低温和冻胀作用对隧道衬砌结构的影响,最后在分析公路连拱隧道特点的基础上提出了抗、防冻措施。     

乌鞘岭特长隧道救援防灾预案及防塌技术措施

根据乌鞘岭隧道特点，介绍了建设单位重视隧道救援防灾和施工安全工作，充分利用设计、施工、监理、科研单位及专家咨询活动，策划隧道施工和运营期间的救援防灾预案，不断优化隧道防塌安全技术措施，并认真组织实施，收到了良好的成效，做法是可行的。     

高海拔寒冷地区隧道施工防冻胀技术

高海拔寒冷地区隧道修筑在我国隧道工程中一直是个令人关注的科研难题。文中主要介绍亚洲第一高海拔的大坂山隧道在设计施工中解决防水、排水、隔温防冻方面的技术成果和施工经验。     

高寒地区隧道冻害防治及保温设计探讨

针对高寒地区修建隧道面临的冻害问题,通过冻害发生影响因素及冻害发生机理分析,结合隧道防排水方案及冻胀力对结构影响的研究,了解隧道病害的成因,并提出处理方法及防治措施.     

云南省香德2级公路德钦隧道保温防冻设计

云南省香德2级公路德钦隧道处于低纬度高海拔地区,海拔约3400m,冬季寒冷,冰冻时间长,建设时须进行保温防冻设计。从保温防冻工程措施、保温材料设置方式、保温材料比选等方面介绍德钦隧道的保温防冻设计,其对于类似寒区隧道的保温防冻设计具有一定参考价值。     

乌鞘岭隧道F7断层变形控制方法

乌鞘岭隧道是我国目前最长的单线铁路隧道，穿越的F7断层地质条件恶劣，施工变形大。本文介绍了几种施工中使用的变形控制方法，通过几种方法的应用，将变形从开始的每天40mm，控制在每天10mm左右，取得了良好的效果。     

寒区隧道抗防冻设计现状及评述

近年来,随着高海拔寒区隧道的日渐增多,抗防冻设计及相关研究也日趋系统,文章综述了高海拔寒区隧道抗防冻设计中的隔热措施、保温材料的选择、敷设方式等现今研究现状,总结了国内外学者提出的具有实用价值的观点,为高海拔寒区隧道中抗防冻设计理念的应用和推广提供了一定的参考,建议针对抗防冻保温材料敷设方式及抗防冻材料自身方面有待进一步研究。     

严寒地区隧道防排水与保温防冻技术

隧道建成后渗漏水与冰冻是严寒地区公路隧道的顽症，长期以来一直困扰着我国北方寒冷地区公路隧道的运营，吉林省长春至珲春高速公路新交洞隧道的施工中采用了“堵水、防水、排水、保温、供热”等多项新技术对其进行综合防范，防水效果良好，可为今后类似寒区隧道防排水与保温防冻提供借鉴。     

寒区隧道冻胀压力的约束冻胀模型

评价了中国主要的冻胀压力分析模型,在存水空间模型的基础上,分析了冻胀水体的形变约束特征,提出了冻胀压力类似于气体压力的约束冻胀模型,并给出了相应的理论分析公式;计算分析了冻胀压力的作用位置、冻胀水体尺度、围岩和衬砌刚度等对衬砌结构安全度的影响及分布规律。结果表明:该模型表现了冻胀压力为局部荷载的特征,同时考虑了衬砌和围岩刚度对冻胀压力的影响,并可模拟存水空间内的冻胀水体为任何多面体形状;增加衬砌刚度仍是提高衬砌抗冻能力的有效措施。     

乌鞘岭公路隧道破碎岩体段结构可靠性评价

以乌鞘岭公路隧道破碎岩体段为研究对象,基于随机有限元的结构可靠性理论,统计计算试验所得各个随机变量的数字特征及分布类型;建立极限状态方程后,对乌鞘岭隧道破碎岩体段建立随机有限元模型进行结构可靠性计算.结果表明:随机变量直方图拟合曲线均比较光滑,而且抽样数据各个子序列均有数据且无间隙,表明所进行的随机抽样样本量充分;在此基础上,计算此段隧道的初期支护和二次衬砌各个最大应力及锚杆最大轴力的直方图和概率分布曲线,得到的可靠度及失效概率结果说明初期支护和锚杆最大轴力可靠性偏小,而二次衬砌的可靠性较大,本段隧道整体处于安全状态;隧道结构可靠性灵敏度分析得到:不同随机变量对隧道结构不同应力有着不同影响程度,且喷射混凝土厚度对隧道结构内力影响最为显著.     

严寒地区客运专线路基冻胀原因及处治措施

针对严寒地区客运专线路基段线路在冬季时出现的抬升情况,通过现场勘探、检测结果,线路抬升是因路基在冬季负温下基床内水的冻结膨胀所致。地表水下渗、地下水毛细作用和冻结过程中的聚冰效应致使基床含水率超过最优含水率一定范围时,即使是粗颗粒填料,在严寒低温下填料冻胀率随填料含水率增大而增大。根据以上原因,采用渗水盲沟等措施,确保了既有设施的安全。     

寒区隧道冻胀力计算方法研究进展与思考

近年来,随着中国西部及青藏高原地区交通网的建设,修建了越来越多的寒区隧道,然而寒区隧道冻害也频繁发生。隧道冻胀力计算是寒区隧道防抗冻设计亟待解决的难题之一。首先将现有的冻胀力计算方法分为基于含水风化层冻胀模型、衬砌背后积水冻胀模型、冻融圈整体冻胀模型3类。含水风化层冻胀模型利用侧压力代替冻胀力作用,衬砌背后积水冻胀模型将冻胀力归结于衬砌与围岩之间的局部积水冻结膨胀,冻融圈整体冻胀模型则认为冻胀力系冻融圈围岩含水冻结后整体膨胀所致。然后对这些方法及其基于的假定与适用性进行了系统的分析和总结。最后重点分析了基于冻融圈整体冻胀模型的冻胀力计算方法,并归纳出3种考虑冻融圈冻胀变形的方式：①假定冻结圈冻胀位移模式;②假定冻结圈围岩各向均匀冻胀;③考虑冻结圈围岩非各向均匀冻胀。剖析了不同冻融圈冻胀变形处理方法的区别和联系,并通过工程案例对比分析了不同冻融圈冻胀变形处理方法对冻胀力计算结果的影响,分析了考虑围岩非各向均匀冻胀时冻胀力解的适用性。研究结论可为寒区隧道工程设计提供借鉴。     

季冻区路基填土冻胀特性试验研究

为研究开放系统下顶端温度对季冻区路基填土冻胀变形特性的影响,以张家口地区的路基填土为研究对象进行单向冻结试验,通过自制冻胀试验机采集大尺寸试样内部的水分、温度和冻胀量数据并分析其变化过程。结果表明:(1)-10℃时对应的冻胀量最大,-5℃次之,-15℃最小;(2)快增状态冻胀率在-10℃时最大,慢增状态和稳态对应的冻胀率随顶端温度的降低有下降的趋势;(3)内部温度沿高度分布逐渐由非线性向线性发展;(4)顶端温度作用对试样内水分分布影响最大深度不超过40 cm。     

Mechanism Analysis on Subgrade Frost Heaving in Seasonal Frozen Region

为掌握季节性冰冻地区路基冻胀机理,减少由于路基冻胀融沉而产生的路面开裂、沉陷及翻浆病害,在重冻区路基中埋设了温度传感器,进行冰冻期路基温度自动监测,同时,对季冻区典型道路冻害进行了钻探调查.结果表明:上路床降温幅度大,降温速率高,路基土发生了快速原位冻结;下路床降温幅度小,降温速率低,发生了充分的水分迁移及焦聚现象,为聚冰带出现的深度;不同路基土质中冰的存在形式不同,且不同形式冰结构出现的深度和含水量呈现出一定的规律性;聚冰带出现的平均深度范围为1.08～1.65 m,含水量平均分布范围为14.7％ ～23％,含水量最大值均接近或超过了土的塑限含水量,冰晶析出,构成冻胀量的主体部分.在上述研究基础上,发现季节性冰冻地区路基冻胀是一个因路基密实程度和湿度不同,随着冷量推进和水分迁移热平衡状态不断形成和破坏,产生不同形式冰结构构成冻胀量的过程,建议通过排水、阻水措施控制路基湿度,并加强路基填料的均匀性、密实性控制,从而减少和防止路基冻害的产生.     

高海拔低气压地区隧道施工通风技术

高海拔低气压地区因其海拔高、气压低、空气密度小,通风机的性能在高原地区与在平原地区相比发生了改变。针对这一特点,分析高原地区影响通风机压力及风量的因素,介绍解决通风机在高原地区性能改变的方法、隧道施工宜采用的通风方式以及高原地区施工通风还应采取的其他一些辅助措施。     

冰冻盐渍土地区公路盐胀和冻胀综合病害

依据兵团垦区的特殊地理环境,分析研究了冰;东盐渍土地区盐胀和冻胀综合病害的温度区间、划分土体变形阶段,并结合兵团垦区公路建设环境,分析研究了影响冰冻盐渍土地区土体变形影响因素,初步提出了防治该病害的措施。     

寒区隧道冻胀力影响因素相关程度分析

采用弹性力学的方法,根据冻融圈整体冻胀力学模型,推导了寒区隧道冻胀力的解析式。以回头沟隧道工程实例,计算了隧道在不同冻胀率、不同冻胀深度及不同衬砌厚度影响下的冻胀力,采用控制变量法得出:冻胀力随着冻胀率、冻胀深度、衬砌厚度的增大而有不同程度的增大,其中冻胀率对冻胀力的影响最大,冻胀深度其次,衬砌厚度最小。     

109线橡皮山段砂质粉土冻胀特性试验研究

利用冻胀试验装置,对国道109线青海省境内橡皮山段严重冻胀翻浆路段路基填料的砂质粉土,在封闭系统和开敞系统中单向冻结,在静荷载作用下进行了一维冻胀试验。试验结果表明:在封闭系统中冻胀量随含水量的增大而增大,试样也将发生水分迁移现象;开敞系统冻胀量远大于封闭系统冻胀量,且与初始含水量有关。     

哈齐客运专线路基冻胀变形研究

通过对哈齐客运专线路基冻胀变形监测,获得(2012～2013年)路基的冻胀变形发展情况,分析了冻胀变形发生和发展规律。研究结果表明:各监测点冻胀变形随时间发展变化规律基本一致,路基冻胀变形经历了包括冻胀快速发展期、冻胀维持期、冻融循环期和融化回落期4个阶段;路基冻胀变形的发生具有普遍性,但冻胀量较大的监测点所占比例较小,说明其冻胀变形还是可控的。     

兰新铁路路基土冻胀特性试验研究

通过不同含水率、压实度和外部荷载的封闭系统冻胀试验,研究了兰新铁路路基土冻胀特性。试验结果表明,在封闭系统下土体是否冻胀与初始含水率有关;冻胀率随含水率的增大而增大,随压实度的增大而减小,外部荷载对冻胀有抑制作用;基于试验分析提出了适用于兰新铁路的冻害防治措施是排水和隔水。