分离式套拱加固带裂缝衬砌的变形规律试验研究

文章基于1∶10的相似比制作拱顶带单条纵向裂缝且裂缝深度为原衬砌厚度1/3的隧道二次衬砌模型,采用弹簧模拟地层抗力,进行了分离式套拱加固衬砌(原衬砌与新增套拱之间增设防水板)的径向加载试验,得出了带裂缝衬砌经分离式套拱加固后的变形规律与破坏模式。结果表明,在松动荷载作用下,分离式套拱加固结构的受力过程分为"初期加载—预制裂缝径向贯通、预制裂缝径向贯通—套拱拱顶裂缝径向贯通、套拱拱顶裂缝径向贯通—试件破坏"三阶段,破坏荷载由原衬砌拱腰截面控制,关键部位破坏顺序为拱顶开裂—拱腰断裂—拱顶破坏,整体破坏性质为脆性破坏。     

叠合式套拱加固组合梁模拟技术研究

基于公路隧道叠合式套拱加固的受力特性和刚度等效原则,文章对衬砌和套拱加固结构截面特征参数进行了组合修正,并探讨了组合截面梁单元的内力分配方法。利用共享节点的组合梁单元模拟衬砌与套拱的组合结构,分析结果可直接输出衬砌、套拱及组合体的内力值,数值验证算例及其与解析解、ANSYS解的比较表明了计算模型的可行性和正确性。依托实际公路隧道工程,利用组合梁模拟技术,进行了有限元分析,分析结果证实了基于组合截面梁分析的叠合式套拱加固效果评价的合理性、直观性,并对类似隧道加固方法效果评价具有一定的参考价值。     

公路隧道二次衬砌纵向裂缝非线性数值模拟研究

已建隧道普遍存在衬砌开裂现象,裂缝的存在会降低隧道衬砌的承载能力.文章为研究带裂缝隧道衬砌的力学性能,提出了塑性地压、松弛土压、偏压等三种受力裂缝数值模拟的荷载施加模式;分析了几种常见裂缝模型的原理及适用性,并且基于钢筋混凝土有限元非线性分析理论,利用分布裂缝模型进行不同荷载模式下隧道二次衬砌开裂至破坏的全过程分析;通过计算得出了不同加载方式下裂缝的发展及分布规律.研究结果可为隧道衬砌裂缝成因判断及二次衬砌加固改造提供理论支撑.     

隧道衬砌多点独立加载试验系统研发与应用

隧道衬砌模型试验是一种研究衬砌力学性能和开裂行为、指导隧道衬砌结构设计优化与维修加固的重要试验手段。文章介绍了自主研发的隧道衬砌多点独立加载试验系统,该系统能够按照二次衬砌荷载的分布形态和量值,对大尺寸衬砌模型的15个关键位置进行低速高精度加载,实现复杂受力条件下衬砌结构受力变形和开裂行为的物理模拟。以某黄土隧道浅埋段衬砌断面为试验背景,基于二次衬砌受荷现场监测结果,利用该试验系统进行了相似比为1∶10的二次衬砌受力变形模型试验,归纳总结了二次衬砌的开裂特征与应变变化规律。结果表明,该系统加载效果良好,加载精度满足工程试验要求。其试验结果有助于预测二次衬砌裂缝病害发展,明确衬砌加固重点区域,可为衬砌的维修加固提供帮助。     

铁路隧道结构设计参数对二次衬砌裂缝影响规律研究

对玉磨铁路安定隧道二次衬砌裂缝的分布进行统计分析，并提出一种更接近实际荷载情况的模拟方法，对二次衬砌的裂缝发展规律和控制因素进行研究。采用正交试验研究四因素（混凝土强度等级、衬砌厚度、钢筋直径、保护层厚度）三水平条件下衬砌裂缝情况。结果表明：现场衬砌裂缝分布情况统计显示裂缝主要分布于拱脚和拱腰位置，拱顶次之，拱肩裂缝较少，纵向裂缝比例达到63%，环向裂缝和斜向裂缝占比分别为18%和19%；衬砌各部位损伤出现的顺序为拱脚、拱顶、拱腰、拱肩，而裂缝发展程度一般为拱脚>拱腰>拱顶>拱肩；二次衬砌结构参数对拱脚裂缝宽度的影响程度为混凝土强度等级>保护层厚度>衬砌厚度>钢筋直径；随着因素水平的提升，混凝土强度等级、衬砌厚度、钢筋直径的影响程度逐渐减小，衬砌厚度影响趋势则相反。     

大断面海底隧道初期支护变异对二次衬砌安全性的影响

运用大型有限元通用软件ANSYS和钢拱架与混凝土间的粘结滑移退化模型,分析了海底隧道典型初期支护裂缝及钢拱架锈蚀对二次衬砌安全性的影响规律.相对于未开裂前,拱顶开裂造成二次衬砌边墙安全系数最大降幅达5.0%,拱腰开裂造成未开裂侧二次衬砌边墙安全系数最大降幅达15.6%;初期支护承受全部围岩荷载时,钢拱架锈蚀对二次衬砌拱顶安全系数的影响最大,80%锈蚀率时拱顶安全系数降幅为10.0%左右.     

裂缝数量对隧道衬砌稳定性的影响研究

为研究裂缝数量对隧道衬砌结构承载性能及安全性的影响机理，基于断裂力学理论建立带裂缝衬砌内力计算模型，推导双裂缝情况下应力强度因子计算公式，并分析开裂衬砌结构内力和稳定系数的变化规律，不同数量裂缝对衬砌结构内力的影响规律以及开裂部位拉应力的变化情况。结果表明：与拱顶存在1条裂缝相比，存在2条裂缝时承载能力仅降低1.35%，稳定系数降低6.9%；存在3条裂缝时承载能力降低2.26%，稳定系数降低8.1%。拱顶存在多条相近裂缝时，其中一条裂缝对其他裂缝有一定闭合作用，不会加速裂缝的扩展。     

新型叠合式管廊受力性能有限元分析

为明确新型叠合式管廊的受力特征及破坏形式,建立了新型叠合式管廊有限元模型和现浇管廊有限元模型,对比2种管廊的受力特征和破坏形式。结果表明：新型叠合式管廊初期的应力集中发生在底部腋角及侧墙跨中位置。随着加载过程的进行,应力逐渐集中向顶、底板跨中和顶部腋角延伸,最终破坏是发生在侧墙底部腋角位置,由于侧墙底部钢筋达到屈服,结构位移突增,整体结构失效。     

碳纤维布在连拱隧道衬砌裂缝病害治理中的应用

延安至安塞高速公路墩山连拱隧道主体工程完工后,衬砌出现了不同程度的裂缝和渗漏水等病害,通过对衬砌裂缝特征、产生原因的分析,并根据裂缝的开裂程度与发展规律,采用碳纤维布对隧道衬砌裂缝进行了局部修复和整体加固补强。由于在施工过程中严格控制施工工艺和施工质量,达到了预期效果。通过碳纤维加固模拟和监测表明:衬砌裂缝得到了有效控制,支护受力处于安全状态,围岩稳定,碳纤维布加固效果显著。     

破碎围岩大跨公路隧道结构健康度评价方法研究

目前关于大跨隧道结构在松动荷载作用下的受力变形与损伤演化机理研究相对较少,缺乏运营期隧道结构的健康度评价体系与预警标准,不利于掌握隧道结构的安全状态。针对上述问题,文章通过建立二维及三维数值分析模型,研究了Ⅳ级、Ⅴ级围岩下大跨隧道结构在松动荷载下的受力变形特性,并依据变形及破损特征,建立了5级评价体系与3级预警标准。研究结论为:(1)拱部松动荷载作用下大跨隧道的破坏过程分为四个阶段,分别为设计荷载下的弹性受力阶段、拱部松动荷载下的弹性受力阶段、结构开裂后的塑性工作阶段及加速变形破坏阶段;(2)设计荷载下,采用荷载规范计算方法与三维数值模拟方法得出的隧道变形基本一致,验证了数值计算的可行性。通过数值计算,得出Ⅳ级围岩下结构极限承载力为734 kPa,拱顶沉降6.75 cm,边墙收敛1.56 cm。Ⅴ级围岩下结构极限承载力为812 kPa,拱顶沉降10.47 cm,边墙收敛4.06 cm;(3)以拱顶开裂、局部压屈、拱顶拱腰压屈、拱腰压屈达到衬砌厚度的1/3、钢筋拉断为关键节点,以结构受力、拱顶沉降、边墙收敛为评价指标,建立了Ⅳ级、Ⅴ级围岩下大跨隧道的健康度评价体系及预警标准。     

Travel intensity in a city with a barrier

An analytical study is made of the determination of the travel intensity at an arbitrary point of a city with a straight line barrier. For a given origin and destination a trip is made by the shortest path not crossing the barrier or the city perimeter. The joint trip end distribution is arbitrary except for a continuity assumption.     

How a fast lane may replace a congestion toll

This paper considers a congested bottleneck. A fast lane reserves a more than proportional share of capacity to a designated group of travelers. Travelers are otherwise identical and other travelers can use the reserved capacity when it would otherwise be idle. The paper shows that such a fast lane is always Pareto improving under Nash equilibrium in arrival times at the bottleneck and inelastic demand. It can replicate the arrival schedule and queueing outcomes of a toll that optimally charges a constant toll during part of the demand peak. Within some bounds, the fast lane scheme is still welfare improving when demand is elastic.     

Designing a home-to-work bus service in a metropolitan area

This paper presents a model and an algorithm for the design of a home-to-work bus service in a metropolitan area. This type of service must display an equilibrium between conflicting criteria such as efficiency, effectiveness, and equity. To this end, we introduce a multi-objective model in which, among other aspects, equity is considered by time windows on the arrival time of a bus at a stop. Time windows can have other uses such as, for example, guaranteeing synchronization of the service with other transportation modes. This is one of the guiding principles of the proposed model which is based on concepts that simultaneously tackle several issues at once. Along this line, we propose a cluster routing approach to model both bus stop location and routing in urban road networks where turn restrictions exist. The resulting multi-objective location-routing model is solved by a tabu search algorithm. As an application, we analyze a home-to-work bus service for a large research center located in Rome, Italy. This case study provides a benchmark for the algorithmic results, and shows the practical relevance of the proposed methodology.     

地震区公路隧道洞口山洪泥石流受灾分析及启示

高烈度地震特重灾区隧道如何抵御泥石流等次生灾害是震区隧道工程设计、施工的重要问题。文章通过对映秀至汶川高速公路隧道洞口在"7.9"山洪泥石流中损害情况进行的实地调查和系统分析,认为"5.12"震后造成的山体松动损伤、明洞回填材料刚度和厚度不足,以及隧道明洞段地基抗冲刷能力不够是隧道洞口受损的主要原因,由此提出了相应的设计思路:强化震后(潜在)灾害评估,建立超预期设计理念;重视隧道明洞回填质量和效果;借鉴桥式基础,预留泥石流途经通道,可以起到防灾减灾和减少国家财产损失的作用。     

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。     

开启交通强国建设新征程

以习近平新时代中国特色社会主义思想为行动指南,推动交通运输现代化,实现由交通大国向交通强国跃升,是我国建设现代化经济体系的内在要求,是建设现代化强国的战略任务之一。需要从提高服务水平、技术进步、产业升级、交通运输与经济社会融合发展以及制度创新等方面突破跃升,全面提升交通运输供给能力,实现具有更高质量、更有效率、更加公平、更加文明、更可持续和更强支撑带动的现代化交通运输体系。     

浅议盾构过矿山法隧道空推段施工质量控制

盾构在通过矿山法隧道施工过程中,因控制不当会产生一系列的质量问题。文章研究分析了现场施工表现出来的管片错台、隧道渗漏水、管片上浮、管片破损等质量缺陷及其形成原因,并阐述了预防和控制其质量缺陷的相关措施。     

小净距隧道群控制爆破技术

文章通过对大坪山隧道的工程概况、地形地质特点及工程施工难点的分析,并借助数值研究手段,有针对性地提出了YYK393+581~YYK393+621洞段中导洞超前、大断面循序跟进的施工方法;研究分析了炸药性能及尺寸等控制爆破技术要点及爆破参数,同时就施工安全措施提出了一些建议。     

单线铁路隧道水平岩层施工技术

南吕梁山隧道2#斜井进口围岩以水平层状泥岩、泥灰岩、灰岩为主,层理和节理裂隙发育,爆破后拱部极易出现平顶、落石、掉块、塌顶等现象,快速掘进、成本控制、安全风险等均难以得到保证。文章通过对开挖方法、超前加固、控制爆破、初期支护、监控量测等思考,提出了单线铁路隧道水平岩层施工中短台阶法开挖、超前小导管注浆、弱控制爆破、拱部中空注浆锚杆支护,以及地质超前预报、加强施工监测等主要施工方法和技术措施。