跨断层隧道振动台模型试验研究Ⅰ:试验方案设计

大量工程实践表明,隧道跨断层段是隧道抗震的薄弱环节。文章以西南高烈度地震区雅泸高速公路隧道为背景,对跨断层隧道抗减震振动台模型进行了试验方案研究。首先根据试验条件和振动台性能,确定模型系统的相似关系,并通过室内配比试验确定相似材料;同时根据试验特点,设计了模型箱,并对"模型箱效应"进行了分析和处理,然后根据跨断层隧道的数值计算结果,对传感器布置进行优化设计;最后确定地震输入加速度和加载方案。     

高烈度地震区公路双连拱隧道地震动力响应研究

针对目前尚未对高烈度地震区双连拱隧道这种特殊的结构形式进行具体深入的动力响应研究的现状,从土-结构相互作用模型出发,运用数值分析方法对连拱隧道进行了三维弹塑性分析,主要研究水平方向上传播的剪切波所引起的双连拱公路隧道的地震动力响应。从计算结果看出,随着埋深的增加,双连拱隧道衬砌的水平位移逐渐减小,衬砌内力逐渐增大,而变化趋势逐渐平缓;随着中墙厚度的增加,隧道衬砌水平方向的位移峰值逐渐增大,因此建议采用2.2 m厚中墙。研究结果表明,连拱隧道衬砌的仰拱、墙脚及拱肩为抗震的薄弱环节。     

新技术新工艺

近日，西部交通建设科技项目《高海拔地区复杂地质条件下公路隧道设计与施工技术研究》在高海拔严寒地区节理裂隙岩体隧道以及高烈度地震区隧道的设计理论和施工技术方面取得新成果。     

高烈度地震区浅埋大跨隧道施工技术及抗震材料

在高烈度地震区的软弱破碎岩体中修建浅埋大跨度隧道时,采取何种施工技术和选用什么样的抗震材料,才能满足抗震性方面的要求,这是工程界所关心的热点课题,文章以南昆铁路乐善村二号隧道为例,介绍了隧道的施工技术和选用的抗震材料,可为今后类似工程提供借鉴.     

九度地震区公路隧道二次衬砌结构抗震综合措施研究

为对九度地震区公路隧道二次衬砌结构抗震措施的研究提供参考和借鉴,文章基于Hilber-HughesTaylor时间积分法及等效粘弹性单元动力边界条件,以穿越九度区的公路隧道为研究对象,从实际工程设计受力的角度对公路隧道的四种抗震措施,即增加二次衬砌的配筋量,增大二次衬砌的厚度,将马蹄形断面优化为圆形断面,在初期支护与二次衬砌之间增设橡胶减震层,进行了具体抗震计算和分析,得到了四种抗震措施的实际抗震效果及其优缺点。为了将抗震措施的优点利用最大化,提出了通过适当增加配筋和在初期支护与二次衬砌之间设置适当厚度减震层的抗震综合措施。利用上述研究成果,根据九度区可能出现的不同峰值加速度(0.1g~0.9g)的地震波作用下二次衬砌的受力情况,分别提出了针对性的抗震措施,以达到既经济又显著的抗震效果。     

高烈度地震区隧道洞口段地震安全性分析及评价

目前,有关高烈度地震区山岭隧道地震安全性分析与评价的研究尚不多见。文章以国道318线黄草坪2#隧道为工程原型,在数值模拟计算和振动台物理模型试验结果分析的基础上,分别从洞口边坡、洞门建筑、洞口段衬砌及围岩三个部位对该隧道洞口段进行地震安全性分析,并结合各部位拟设抗、减震措施,对其进行了整体地震安全性评价。结果表明,该隧道洞口段在设计地震作用下是足够安全的。     

汶川地震公路隧道洞口段震害机理及抗震对策研究

汶川地震中震区公路隧道洞口段破坏严重,严重影响了震区生命线工程的畅通.为提高震区公路隧道洞口段的抗震能力,结合公路隧道洞口段震害情况对其震害机理进行了研究.研究结果表明,洞门、边仰坡及明洞震害主要是地震惯性力作用造成的:软岩隧道洞口段衬砌震害主要是地震惯性力和强制位移造成的.文章根据隧道洞口段的震害机理,提出了相应的抗震对策.研究结果对于进一步研究高烈度地震区公路隧道震害机理及抗震对策都有着重要的意义.     

强震区高岩温隧道刚柔并济综合减灾技术研究

为进一步提高强震区高岩温隧道的震时安全性,文章以吉沃希嘎隧道为研究背景,利用有限差分软件对强震区高岩温隧道的刚柔并济综合减灾技术进行了研究。研究结果表明:仅施设减震层后,隧道结构的减震效果以及隔热效果分别为40.91%,1.4%,减灾效果有限;仅采取围岩间隔注浆措施,隧道结构的抗震效果以及阻热效果分别为46.39%,1.9%,降低了围岩对二次衬砌结构的压力,减灾效果明显;采取围岩全环间隔注浆并施设减震层,隧道结构的抗减震效果以及阻/隔热效果分别为63.38%,2.7%,刚柔并济综合措施的减灾效果最佳。研究成果可为强震区高岩温隧道的抗震减灾设防设计提供参考。     

城市浅埋隧道的抗震及减震措施研究

随着城市浅埋隧道建设的快速发展,地下工程的抗震性能愈来愈受到关注,隧道结构的抗震、减震分析变得日益重要。文章综合论述了城市浅埋隧道的震害特点及减震措施,并阐述了浅埋隧道地震反应分析的实用方法,进而提出目前抗震设计中应该注意的问题,对改善城市浅埋隧道的抗震设计具有重要意义。     

高烈度区简支变连续梁桥抗震性能研究

文章以高烈度地区某四跨简支变连续梁桥为例,利用有限元分析软件CSIBridge建立有限元模型,研究桩-土结构作用对高烈度地区连续梁桥抗震性能的影响,发现考虑桩-土相互作用时,结构整体变柔、自振周期变长,在进行桥梁结构动力分析时,为减小计算误差,应该考虑桩-土结构相互作用。在此基础上以普通板式橡胶支座作为对比,研究高阻尼减震橡胶支座的抗震效果。研究结果表明:高阻尼减震橡胶支座能有效地减少桥墩承受的弯矩和剪力,使每个墩承受的纵向和横向地震力较均匀,有效降低了墩顶纵向位移,取得了较好的减隔震效果。     

地下结构抗震设计方法的比较与分析

在日本阪神大地震中,地下结构遭到了严重破坏,因此地下结构的地震反应及抗震设计和安全性评价越来越被重视。首先采用矩形地下结构的两种抗震设计方法——拟静力法和反应位移法对北京地铁北宫门车站进行了抗震计算,并使用计算软件FLAC4.0对北宫门车站进行了时程分析,发现拟静力法对地震荷载过于简化,致使其过低估计了地震对地下结构的影响;而反应位移法较合理地反应了地震荷载对地下结构的影响;地震中的惯性力对地下结构的内力影响不大,地震剪应力对结构的内力影响最大;并且,通过软件FLAC时程分析,得到的位移等反应规律与反应位移法的假设相同,计算得到的弯矩值与采用反应位移法计算得到的弯矩值相近。因此,推荐首先采用反应位移法进行地下结构的抗震设计。     

从仑头-生物岛沉管隧道浅谈混凝土管段的防水设计

沉管法修建隧道是我国20世纪末新发展起来的一种修建水底隧道的工法,具有埋深浅、施工工期短等特点。由于目前国内沉管法施工的水底隧道数量少,因此我国现行地下工程防水技术规范未将沉管管段的防水内容列入,新建沉管隧道防水的设计和施工只能借鉴类似工程的防水。通过仑头-生物岛隧道沉管段的防水设计,结合国内已建成的沉管隧道,探讨沉管隧道混凝土管段的防水设计,为今后的沉管隧道工程防水设计和施工提供参考。     

基坑工程对邻近地铁隧道影响及控制措施研究

随着经济和城市建设的快速发展,城市地铁附近的地下空间开发越来越受到青睐,基坑卸土及降水对邻近地铁隧道有一定的影响.文章从力学原理上分析了影响机理,从设计和施工两方面提出了减小基坑工程对邻近地铁影响的控制措施,并结合具体工程采用三维有限元法验证了文中提出的控制措施的有效性.     

地震作用对盾构隧道管片张开量的影响及预测北大核心CSCD

为探索地震作用对盾构隧道管片张开量的影响,借助数值分析软件,分析典型工程在不同方向地震作用下管片张开量的分布规律。基于计算结果,对地震加速度与地震引起的管片张开量进行归一化处理,结合现有的管片张开量计算公式,提出了不同埋深隧道在地震作用下管片最大张开量预测方法。研究表明:地震作用对盾构管片环缝张开量有显著的影响,管片最大张开量的最大增幅为16%,平均张开量的最大增幅为27%;地震烈度为8度以下的区域,在静、动荷载作用下,盾构隧道管片抗震加固范围主要在工作井附近3~5环;地震烈度为8度及以上的高地震烈度区,应沿隧道轴向对环缝接头进行抗震加固。与数值计算结果对比表明,提出的考虑地震作用的管片最大张开量计算方法具备一定合理性。     

加宽五车道和三车道不对称小近距隧道设计

随着交通运输的迅速发展,超大断面小近距高速公路隧道或城市快速干道的建设将成为发展的重点。福州市机场二期隧道初步设计定为加宽五车道,无论是洞室跨度还是设计施工难度均属全国公路隧道之首。对于超大断面隧道来说,扁平率不但直接影响工程造价,而且对结构设计和施工带来新的问题。文章主要通过结构受力和经济比选内轮廓,并通过有限元计算,分析隧道设计的合理性。     

烟台西山城市公路隧道设计与施工

比较山岭公路隧道而言,由于城市人口、设施较为密集,隧道施工对周边环境影响较大,因而城市公路隧道在设计、施工等方面应有更高的要求,即在充分考虑隧道使用功能以及工程造价的同时,应尽可能将隧道施工对周边环境产生的影响降至最低。因此,坚持“以人为本”、重视隧道景观设计、加强环境保护将成为城市公路隧道建设的重要理念。文章结合烟台市西山隧道工况,介绍了城市公路隧道设计方案、施工方法以及环境保护措施。     

高水压富水山岭隧道设计浅谈及工程实例

通过对地下水渗流场的理论分析,结合宜万线齐岳山隧道高水压富水地段现场具体处理情况,得出高水压富水隧道设计应注意的主要原则:"以堵为主,限量排放"是高水位富水隧道设计应遵循的基本原则,限量标准应根据隧道区域内具体情况类比确定;地层注浆是实现限量排放的主要方式,确定注浆加固圈范围时应确保注浆帷幕体自身的稳定;排水系统是衬砌结构设计中不可缺少的一部分,在完善可靠的排水系统下,衬砌结构承受的外水荷载能较大幅度地进行折减。     

“低碳经济”背景下公路隧道照明节能策略

目前我国公路隧道运营照明存在的突出问题主要表现在:照明设计参数有待完善、照明控制方式较为落后、照明节能理念存在误区、照明设施养护未得重视。文章基于建设"环境友好型"公路隧道理念,从系统工程角度提出公路隧道照明节能的15项重要措施,包括准确测试洞外亮度、优化照明设计参数、选择使用节能光源等,基本涵盖公路隧道照明技术性节能、结构性节能、管理性节能的各个方面。工程实践表明,这些技术和措施可实现公路隧道照明综合节能20%以上的总体目标,具有较好的生态效益、经济效益和社会效益。