浅埋大断面黄土隧道初期支护研究

结合郑西客运专线大断面黄土隧道对比试验,研究分析了浅埋大断面黄土隧道初期支护中锚杆、格栅及型钢钢架的作用以及长期有争议的锚杆作用及钢架类型问题。试验结果表明:有锚杆拱顶沉降值是无锚杆拱顶沉降值的1.7倍,两者的水平收敛、土压力、钢架应力相差不大;格栅和型钢钢架各项试验数值也相差较小。因此,根据分析结果提出了"在浅埋老黄土隧道设计中取消拱部系统锚杆,采用格栅钢架,加强拱部锁脚锚杆设置"的建议。     

大断面黄土隧道变形规律及预留变形量研究

文章统计分析了大断面黄土隧道初期支护变形量,研究了大断面黄土隧道变形规律及预留变形量合理取值范围.大断面黄土隧道变形规律表现为:隧道拱顶、拱脚下沉差异小,隧道开挖后拱部将产生一定程度的整体下沉;隧道拱顶下沉量均大于水平收敛;初期支护封闭后,隧道周边位移基本上不再发展;当隧道埋深小于40m时,隧道变形量较大且规律不明显;当隧道埋深大于40 m时,隧道变形量分布相对集中.经过对现场量测数据的统计分析可知:在Ⅳ级围岩条件下,大断面黄土隧道预留变形量可取10～15 cm;在Ⅴ级围岩条件下,大断面黄土隧道预留变形量可取25～28 cm.     

隧道型钢拱架打孔对其刚度影响分析

在软弱围岩隧道施工中常采用型钢拱架进行支护,但当拱架间距小于1 m时,施作超前小导管的外张角难以控制。为减小超前小导管外张角,现场施工中采用了型钢拱架腹板打孔的方法。文章通过建立拱架三维模型,计算了不同打孔范围、不同打孔密度情况下拱架的变形情况,研究了型钢拱架腹板打孔对拱架和支护体系的刚度影响。结合现场对比试验,根据初期支护变形、围岩压力和拱架内力的实测情况,提出打孔间距是影响拱架刚度的主要因素。在本工程条件下拱架腹板打孔的安全间距为40 cm及以上,其对拱架刚度的削弱程度小于4%,对整个初期支护体系的刚度几乎没有影响。     

白山隧道塌方处治技术及其监测结果分析

白山左线隧道施工中,针对塌方发展过程和塌方机理,实施了一套基于"地表排水、围岩注浆、衬砌增强、基底防降"的塌方综合治理方案。文章分析了方案实施后的地表沉降、拱顶下沉、拱腰和边墙水平收敛的位移变化规律,以及初期支护背后水压力、初期支护与围岩的接触应力、锚杆轴力、型钢拱架应力及二次衬砌混凝土应力的发展趋势。结果表明:在软弱围岩地段,拱墙二次衬砌的施作显著改善了初期支护与围岩的接触应力,有效地减小了地表沉降及隧洞周边位移;同时,拱墙二次衬砌能有效地分担锚杆和型钢拱架的的部分荷载,改善仰拱二次衬砌的受力状况;塌方综合治理方案效果较好,保障了该隧道剩余塌方段的安全施工。     

高速铁路黄土隧道初期支护受力特性研究

支护结构的合理设计是大断面黄土隧道设计的关键环节。文章结合在建铁路黄土隧道,采用数值模拟,分析了大断面黄土隧道在不同初期支护时机情况下,支护结构、围岩受力状态和力学行为变化情况;基于控制围岩变形为核心,对大断面黄土隧道施工中初期支护施作时机的选择给出了合理的建议;根据现场监测结果,总结出了黄土隧道初期支护受力规律。黄土具有明显的流变特性,支护结构受力很大一部分承受围岩流变产生的附加荷载;另外,支护结构受力在空间上分布并不均匀对称,这些在设计中都应加以考虑。     

大断面浅埋黄土隧道双侧壁开挖技术应用

在大断面隧道施工中,黄土围岩隧道施工通常易发生塌方、围岩收敛、沉降大、渗水系数大、遇水易滑塌、失稳等地质灾害,特别是大断面浅埋黄土围岩隧道的收敛变形和沉降时常发生,施工难度较大。结合青海省西宁市G109小峡口（王家庄至昆仑路段）改建工程大南山隧道施工经验,针对大断面黄土隧道双侧壁导坑法施工准备、初期支护与二衬等各工序循环衔接、加固拱脚、监测围岩变形等重要技术措施展开分析,对同类工程施工质量、安全等控制有重要的参考意义。     

富水大断面黄土隧道开挖流固耦合效应分析

兰州市轨道交通1号线东岗站后配线区间大断面隧道洞身黄土层含水率达到28.5%左右,饱和度达95%以上,施工中会诱发初期支护沉降变形过大、围岩长时间难于稳定等复杂问题。文章根据室内土工试验数据,建立三维有限元模型,基于流固耦合和不耦合效应,分析对比了富水大断面黄土隧道采用CRD法和双侧壁导坑法施工时的初期支护受力和变形特征、地表沉降及孔隙水压力场分布特征。结果表明:在该地层条件下,考虑流固耦合作用较不考虑流固耦合作用,地表沉降、初期支护竖向和水平位移无论是增长速率还是最终值都要大,后期无明显减小,且更接近现场实测值,但两者作用下的初期支护受力变化不大;基于流固耦合效应,采用CRD六部法在地表沉降和隧道变形控制效果方面更加有利,两种工法初期支护受力数值近似,但分布形式不同;流固耦合作用下,地下水水力梯度较大的地方主要位于隧道边墙和仰拱,施工时易发生渗漏,同时应做好拱部喷混凝土密实和回填注浆等,防止渗流场发生转移。     

大跨地铁隧道斜井进洞垂直挑顶施工关键技术

针对软弱围岩三线大跨地铁隧道斜井进正洞施工变形不易控制的难题,文章以深圳轨道交通工程新莲区间隧道斜井进正洞段挑顶施工为例,提出了适用于城市地铁隧道工程垂直挑顶进洞的施工方法,阐述了垂直挑顶进洞施工方案、施工流程和施工要点。文章采用数值模拟方法对所提出工法的合理性进行了研究,结果表明:(1)在交叉口处加强支护,采用小导洞爬坡挑顶进正洞是一种有效可行的方法;(2)在斜井与正洞交叉口处设置加强支护可解决因斜井及正洞断面尺寸差距大造成的施工难题;(3)小导洞爬坡挑顶施工为正洞拱架初期支护安装提供了条件,有利于正洞施工快速转换为双侧壁施工工艺;(4)交叉段拱顶围岩存在应力松弛区,通过采取加强支护等措施,该工法对围岩位移控制较优。     

地铁车站下穿地下通道段的施工监控量测分析

监控量测是隧道新奥法施工不可缺少的一个环节，是监视围岩和支护稳定性的重要手段及判断设计、施工是否正确合理的主要依据。文章以重庆市大坪地铁车站为例，介绍了下穿地下通道段隧道的施工技术及监控量测方法，并通过对隧道拱顶下沉及周边收敛位移量测和钢格栅拱架应力量测结果的分析，验证了该隧道围岩支护的稳定性。     

黄土连拱隧道中导洞临时支护的比选分析

黄土连拱隧道采用台阶法开挖时,中导洞的临时支护一般为钢支撑支护和回填土支护。为了选择合理的临时支护,文章结合太佳高速公路清凉寺连拱隧道的工程实例,对两种支护进行全过程弹塑性数值仿真对比分析。结果表明,钢支撑支护与回填土支护对隧道的地表位移、拱顶沉降、锚杆轴力的支护效果相同,均能满足隧道变形要求;对围岩应力、初期支护应力和锚杆轴力等方面的支护效果,钢支撑支护优于回填土支护。     

节理岩体隧道围岩稳定性判定指标合理性研究

隧道围岩失稳模式和稳定性判据一直是工程界争论的焦点,迄今没有科学合理的标准,常以洞周位移或塑性区经验值作为稳定性判定指标。洞周位移受围岩弹模、隧道形状等因素影响,而且不同部位变形值差异很大,很难找到统一标准;以塑性区作为稳定性判据优于以位移作为判据,围岩塑性化反映连续介质宏观塑性流动力学动态,而不能用于量化判定由优势结构面控制节理岩体破坏的隧道稳定性。文章结合细观节理形态和变化,通过UDEC离散元程序,研究节理岩体隧道失稳模式及量化的稳定性判定指标,探讨了细观结构机制和宏观力学行为关系。结果表明:(1)结构面极大地削弱岩体力学性质及其稳定性,结构面变形与强度性质对于隧道稳定性起着关键控制性作用;(2)节理岩体隧道扰动区可划分为脱落区、张开区和剪切滑移区,其中脱落区表征围岩失稳模式,张开区围岩处于脱落临界状态,即塌方潜在区域;(3)剪切滑移区是诱发围岩发生渐进性破坏主因,提出将剪切滑移区作为节理岩体隧道稳定性判定指标具有严格力学依据,可以定量化评价围岩稳定程度。最后,以在建兰渝铁路木寨岭隧道为例,对比了锚杆支护前后力学效应,验证了以剪切滑移区作为节理岩体隧道稳定性判定指标的可靠性、合理性和现实性。     

Optimizing the demand captured by a railway system with a regular timetable

The railway systems in various European countries adopt regular timetables, in which the trains arrive and depart at constant intervals. In fact, their simple structure provides several advantages both to the passengers and to the management of the service. The design of such timetables has recently received a certain attention in the literature, but the standard model aims to optimize the service for a fixed demand. We relax this unrealistic assumption, taking into account the reciprocal influence between the quality of the timetable and the amount of transport demand captured by the railway. This results into a mixed-integer non linear model with a non-convex continuous relaxation. We solve it by a branch-and-bound algorithm based on a piecewise-linear overestimate of the objective function and a heuristic algorithm which iteratively applies the standard fixed-demand model and a demand-estimation model, feeding each one with data based on the solution obtained from the other one at the previous iteration. The computational results presented concern both random instances and a real-world regional network located in Northwestern Italy.     

管幕内顶进箱涵时顶部管幕力学作用的试验研究

上海市中环线虹许路北虹路下立交工程是目前世界上在饱和含水软土地层中施工的横截面最大的管幕法工程。为了充分研究箱涵顶进过程中管幕的力学作用,根据相似理论,按照实际工程状况进行了室内模型试验,得到了箱涵推进过程中地面和顶部管幕的竖向位移,以及管幕下土压力的变化特征,发现箱涵前端一定范围内的地层主要表现为竖向沉降变形,顶部管幕在箱涵推进过程中起到一定的承载作用,这对于稳定箱涵前端开挖面是有利的。试验结果对实际工程的设计与施工提供了一定的参考。     

近接桩基盾构隧道施工管片力学行为研究

盾构隧道衬砌管片在施工阶段处于复杂的受力状态,易出现局部破损现象。文章以深圳地铁5号线近接桩基时盾构隧道施工为研究背景,通过现场测试对衬砌所承受的轴力和弯矩进行了分析,以此来探究盾构隧道管片的力学特性。研究结果表明:上覆建筑物的全风化花岗岩层中,管片脱出盾尾后桩基荷载将传递给隧道上部土体,最后传递至衬砌管片,管片环受到较大的附加应力作用;管片刚拼装上时试验环内力较小;当管片脱出盾尾时其内力达到最大值;稳定后的管片内力一般相较刚脱出盾尾时稍小。由于岩层破碎且极度发育,透水性好,孔隙水压力变化速度较快,且能较快趋于稳定。     

长大公路隧道火灾模式下的烟雾特性研究

公路隧道火灾初期对人员逃生造成威胁的并不是高温,而是烟雾。为了更好地控制隧道火灾的蔓延,就必须更好地对隧道火灾烟雾的特性进行研究,总结出一些普遍规律,为火灾救援提供试验基础。文章通过秦岭终南山特长公路隧道的火灾模型试验,对长大公路隧道发生火灾时的烟雾特性进行了研究。     

连拱隧道洞口段地表沉降量测预报及坍方治理

在宜(宾)水(富)高速公路鞋底坡连拱隧道工程中,通过地表沉降观测(四个量测断面),成功地对隧道洞口段的地质灾害进行了动态预测和预报,避免了重大事故的进一步发展.在连拱隧道施工过程中出现塌方后,岩土体的分层回填要尽可能形成穹隆状,这样可以借助岩土体拱形结构的承载能力来达到隧道结构受力的最佳模式,以减小对初期支护的承压荷载.     

断层与隧道相对距离对围岩稳定性影响的试验研究

目前关于断层破碎带破坏围岩完整性方面的研究已取得不少成果,但断层对隧道围岩稳定性的影响程度及其机理仍是一个模糊问题.文章以石吉高速五峰山一号隧道为背景,采用室内模型试验对有无断层、断层与隧道距离变化情况下的围岩破坏特性进行了研究.结果表明,断层与隧道距离在一倍洞径以内时,围岩不能形成完整的压力拱,断层的存在对围岩的稳定性影响较大;隧道开挖对隧道周线两侧围岩稳定性的影响具有不对称性.     

Properties of a traffic control policy which ensure the existence of a traffic equilibrium consistent with the policy

We consider a network with interactions and capacity constraints at each junction. We give conditions on the interactions and constraints which, if satisfied at each separate junction, ensure that any feasible assignment problem has an equilibrium solution. Two illustrative examples are provided; the first arises naturally and does not satisfy our conditions, while the second does satisfy our conditions but is somewhat unnatural.     

Assessing the effects of a mixed-mode design in a longitudinal household travel survey

The German Mobility Panel (MOP) is a national household travel survey, which has been collecting data on travel behavior in Germany since 1994. One of the MOP’s central assets is its ability to provide time-series data on travel behavior. Thus, the comparability of survey results from different years is a major objective of the survey method used. Declining survey participation rates in the last decade in various socio-demographic groups resulted in the implementation of a mixed-mode design for the MOP in 2013, both for the sampling stage (landline and mobile phone recruitment) and the data collection stage (paper and web). In this study, we analyze whether the adaptations in the survey mode do indeed improve the results and, if so, why and to what degree. Ideally, the survey mode adaptions have increased the representativeness of the MOP. However, measurement biases due to the mixed-mode design are also conceivable. To decompose survey mode effects, we applied the propensity score weighting method. This method imputes the hypothetical responses participants would have given in different survey modes; disparities between actual responses and hypothetical responses under another mode are then traced back to the mixed-mode design. Our analysis indicates that trip-rate biases on shopping, leisure, and short trips are partly caused by the mixed-mode design; in contrast, quantities of time spent in the transportation system, trips made by car and public transportation, and commuting trips are hardly biased.