悬索桥隧道式锚碇设计及结构性能分析

介绍了四渡河悬索桥宜昌岸隧道式锚碇的设计概况,并基于实测综合确定的岩体参数,用三维弹塑性有限元法对包括下部公路隧道施工、隧道锚开挖、浇注、预应力施加、挂缆等全部工序进行了模拟,通过数值超载分析了隧道锚的结构性能及围岩的稳定性,为悬索桥隧道锚的设计提供了可靠依据。     

四渡河特大悬索桥隧道锚固系统数值分析

四渡河特大悬索桥是一座主跨为900m的单跨悬索桥。宜昌岸采用隧道式锚。介绍隧道锚固系统数值分析过程中初始地应力场的形成。隧道式锚碇与公路隧道的新奥法施工过程模拟。隧道锚隧洞周边接触软弱层的模拟．简要分析了围岩的稳定性,得出隧道锚固系统的整体安全度。     

悬索桥隧道锚设计

隧道锚具有环境扰动小、性价比高的特点,是悬索桥较理想的锚碇形式,但受地质条件以及人们对岩体性质的认识水平等条件的限制,目前在大跨径悬索桥中应用不多,相关文献也不多见。本文结合进行我国首座采用隧道锚的大跨径悬索桥—四渡河大桥隧道锚的设计及取得的成果,系统介绍了悬索桥隧道锚锚址的基本特点、锚体尺寸拟定、锚固系统选择以及数值分析、模型试验应注意的问题,便于隧道锚的进一步应用。     

山区悬索桥隧道锚的性能分析

为了评价隧道锚的受力性质,准确反映隧道锚的工作性能,依托某大型悬索桥隧道锚工程,建立了基于FLAC3D的地质概化数值分析模型,包括隧道锚碇与围岩,并基于现场动态监测数据进行验证。根据模型预测施工过程锚塞体及围岩的应力和位移变化规律,分析了各施工阶段隧道锚的受力性能,为施工阶段提出了防护建议,验证了成桥阶段隧道锚的稳定性及安全性。     

四渡河特大桥隧道式锚碇数值模拟

采用数值模拟方法研究了悬索桥隧道式锚碇系统的力学行为特征、围岩稳定状态、锚碇变位机理和拓扑效应。就锚碇体轴线倾角、长度、夹持角、接触界面粗糙度及结合程度对锚碇位移和岩体安息稳定性的影响作了深入探讨。研究发现:夹持角控制着锚碇变位和破坏机理,夹持角过小时锚碇压密围岩土体,较大时锚碇前端附近土体则产生剪切破坏;锚碇长度影响接触面围岩应力量值,表现为非线性的自组织临界特征;锚碇体粗细对系统主要监控参数的贡献相对均匀。给出了锚碇拓扑参数的取值范围和针对性的设计措施,为悬索桥隧道式锚碇的优化设计提供了理论基础。     

大跨径悬索桥隧道锚设计及结构性能评价

四渡河桥是巴东山区一座主跨为900m的单跨悬索桥，其宜昌岸隧道锚具有桥隧相连的特点。介绍该桥隧道锚设计概况。采用实测综合确定的岩体参数，用三维弹塑性有限元法对包括下部公路隧道施工、隧道锚开挖、浇筑、预应力施加、挂缆等全部工序进行了模拟，通过数值超载分析其结构性能。     

悬索桥隧道锚抗拉承载力公式探讨

悬索桥隧道锚由于利用了岩体的抗剪强度,工程规模一般远小于相同承载力的重力式锚,因此具有巨大优势。文中从岩体力学的角度出发,探讨隧道锚抗拉承载力公式,为工程前期阶段的隧道锚设计提供借鉴依据。     

宜昌伍家岗长江大桥隧道锚设计与研究

宜昌伍家岗长江大桥为(290+1160+402)m双塔简支钢箱梁悬索桥,江北侧为国内千米级悬索桥首次在软岩上修建隧道锚。通过地质钻孔、室内试验、斜硐勘探、原位试验等多种方式研究确定合理的岩体力学参数进行隧道锚设计。隧道锚轴线长90 m,其中锚塞体段长45 m,倾斜角度为40°;前锚面尺寸为9.04 m×11.44 m,后锚面尺寸为16 m×20 m。通过室内模型试验和现场缩尺模型试验,结合数值模拟分析掌握隧道锚与围岩的破坏变形模式和流变特征,确定隧道锚的承载力为8P,保证了结构的安全稳定。     

特大悬索桥现场隧道锚塞体自平衡法的承载特性研究

锚塞体作为悬索桥的4大部件之一,其安全性十分关键。为了检验超大吨位、边坡复杂等环境下的特大悬索桥隧道锚塞体的安全性,采用自平衡测试方法对1∶10的两个现场模型隧道锚塞体进行试验。结果表明,在加载过程中,模型锚塞体及周围岩体无破坏迹象,两个模型锚塞体洞口位置出现轻微裂缝开展,荷载～位移曲线为缓变形;随加载时间的延长,锚塞体的位移呈增大的趋势,位移发生在加载15～45min内,且每级荷载值加载下的位移值最大不超过5mm;在各级荷载加载下右洞锚塞体的位移均高于左洞,部分位移高出5mm;混凝土与岩体间的摩擦系数为0.77,黏聚力为369kPa。计算得到两个模型锚塞体的安全系数分别为5.3(左洞)和5.2(右洞),均满足最新《公路悬索桥设计规范》规定的锚塞体抗拔安全系数和围岩稳定安全系数分别不应小于2.0和4.0的要求。     

悬索桥隧道式锚碇施工技术

悬索桥锚碇是悬索桥的主要承载结构，隧道式锚碇与重力式锚碇相比，能大幅降低工程造价，但是施工难度较大，涉及技术问题较多。以丰都长江大桥为例介绍了隧道式锚碇的施工技术。     

隧道进口危岩体滚落特征分析及防护措施

通过软件计算，对某隧道进口危岩体滚落运动速度、运动轨迹等进行分析，提出针对性防护措施。结果表明:隧道进口段滚石滚落至B点的速度约为45 m/s，滚落至C点的速度约为25 m/s。假设每块滚石的重量达到100 kg时，滚石滚落的总动能最大值达到120 kJ，在BC段上滚动的总动能最大值为80 kJ。处治方案主要在危岩体下设置拦石（水）沟、堆积缓坡设置被动防护网、两隧道洞门上垫层和端墙加厚、两隧道洞门前设置柔性棚洞共4部分防护工程对危岩体进行防护，保证隧道施工及运营安全。     

公路岩土区划中岩石分类体系与类型分布

为了认识岩土的区域分布规律及其公路工程性质,进行中国公路岩土区划研究,岩石类型区划是其中的重要组成部分。在分析和比较已有的岩石类型划分方法的基础上,提出了服务于岩土区划的岩石分类体系,即将岩石主要按照单轴饱和抗压强度(Rc)划分成坚硬岩石、次坚硬岩石、软质岩石和极软岩石等4种类型。基于ArcGIS9.1编制了《中国公路岩石类型分布图》,据此分析了中国公路岩石类型的分布情况以及区域工程性质。结果表明,坚硬岩石和次坚硬岩石在我国分布很广,强度较高,是较好的筑路材料;软质岩石和极软岩石分布很少,力学性质较差,易诱发公路地质灾害。中国公路岩石类型区划为中国公路岩土区划、灾害区划乃至公路自然区划等提供了重要参数和基础图件。     

裂隙岩体中渗流作用对隧道围岩稳定性的影响分析

隧道穿越节理裂隙发育地质环境时，水压力以及节理裂隙发育程度会对开挖后围岩的稳定性产生影响。以某隧道为工程背景，运用离散元理论，考虑流固耦合作用，分析了水位高度和节理法向刚度对隧道开挖后洞周位移收敛、围岩剪应力及塑性区、支护结构受力的影响。计算结果表明:在一定范围内，水位高度和节理法向刚度越大，围岩塑性区的范围越小，衬砌结构受到的内力越小，隧道越安全。     

三臂凿岩台车与手持凿岩机在大相岭隧道应用中的比较

介绍了三臂凿岩台车在雅泸高速公路大相岭隧道施工中的应用,并与手持风动式凿岩机在钻孔速度、能耗、安全性、施工成本及适用范围等方面进行了比较,指出三臂凿岩台车在特长隧道较硬或坚硬围岩施工中具有优势。     

软岩地区三叠系中统巴东组岩体完整性评价方法

依托奉节地区某试验场地三叠系中统巴东组(T₂b)岩体，通过抽样法布点取芯，统计岩芯获得率，并与传统波速测试方法进行相关性分析，研究岩芯获得率与岩体完整程度间关系，评价工程地质勘察中的岩体完整性。根据岩芯获得率指标将岩体完整程度分为5级，结果表明：岩芯获得率法能直观并量化的反映岩体完整程度，尤其对于岩体完整程度变异性大，或岩体完整程度难以判定的工程场地较为适用。     

围岩模糊信息分级模型在软岩隧道中的应用

针对软弱围岩隧道的施工,如何准确的进行围岩分级,对隧道的设计和安全施工意义重大。从国内外的应用来看,各种方法因为具有各自的适用性,很难保证结果的客观性与准确性。通过引入模糊数学方法,结合十漫高速公路软岩隧道的围岩特点,应用RMR分级系统的评分标准对岩石样品进行评分,进而建立围岩模糊信息分级模型,对围岩评分结果进行进一步的分析运算,从而使结果更具客观性。通过龚家垭隧道围岩样品实例验证,该法所得的结果与实际情况相差不大,具有较高的可信度。     

管棚布设范围对软岩隧道围岩稳定性影响研究

为确保管棚布设在软岩隧道中起到良好的支护效果，依托蓝家岩特长公路隧道，采用数值模拟与模型试验相结合的方法研究管棚布设范围对软岩隧道围岩稳定性的影响规律。研究结果表明： 1）在管棚其他参数保持不变的情况下，随着管棚布设范围的增大，拱顶沉降的最终值呈现出近似单调减小的趋势，拱脚收敛的最终值呈现出非线性减小的趋势。2）管棚布设范围由90°增大到180°时，拱顶沉降的最终值由-0.389 m减小至-0.317 m，降低幅度达18.5%；而拱脚收敛的最终值由-0.486 m减小至-0.355 m，降低幅度达26.9%。3）加大管棚布设范围能够有效控制围岩变形，提高管棚的支护效果，且管棚布设范围的改变对拱脚收敛的影响程度大于拱顶沉降。对比分析不同管棚布设范围条件下的数值模拟及模型试验结果，得到的洞周围岩变形随管棚布设范围的规律是一致的，且2种方法得到的各工况下洞周变形的量值较为接近。     

黄铁矿岩石微生物风化作用的试验研究

岩石风化会造成岩体结构改变和物理力学性质恶化,造成工程失效和地质灾害。岩石风化尽管受到了岩土工程学家的关注,但对岩石生物-化学作用仍是需要关注的重要内容,特别是对富含硫化物的黑色岩石和煤系地层。以黄铁矿岩石为研究对象,通过微生物风化作用试验研究结果表明:微生物作用可使黄铁矿岩石的风化速率提高1个数量级,形成酸度更低,腐蚀性更强的水环境;在微生物作用下,黄铁矿硫化物等会加速风化,造成岩体结构破坏;黄铁矿风化形成的酸性水环境会腐蚀长石等岩石骨架矿物,恶化岩体完整性,降低岩体强度,从而导致很多工程事故和地质灾害     

基于地应力测试的高地压硬质围岩隧道岩爆分析研究

初始应力场对高地压隧道围岩变形和岩爆分析有着重要的控制作用.采用了目前技术较为成熟的空心包体应变计法,成功测量出高黎贡山隧道的原岩地应力,并将该地应力测试成果应用于隧道岩爆预测数值模型中.有限元计算表明：该隧道埋深在400～480 m时有轻微岩爆发生,埋深大于480 m有中等岩爆发生;拱顶是岩爆的危险区域,施工时需格外注意.计算结果和现场岩爆发生位置具有较好的相似性.最后针对该隧道岩爆状况提出了相应的防治对策.     

重庆地区典型土石混合体回填土区隧道围岩分级研究

为对重庆地区典型土石混合体回填土区隧道围岩进行分级，通过室内基本物理性质试验获得土石混合体回填土的天然密度、干密度、含水率、含石量等基本物理参数指标，通过室内大型直剪试验和大型三轴试验获得土石混合体回填土的强度和变形等力学特性随含水率、含石量、围压等因素的变化规律，并基于室内试验结果，分别以含水率和含石量为分类指标，对重庆地区土石混合体回填土进行分类，提出适用于重庆地区土石混合体回填土的围岩分级指标和方法。主要结论有： 1）重庆地区的土石混合体回填土属于级配不良的土体； 2）随着含水率的增大，土石混合体的黏聚力和内摩擦角都逐渐降低，且均表现为先快后慢的规律； 3）随着含石量的增大，土石混合体的内摩擦角呈慢-快-慢的增大规律，而黏聚力呈先快后慢的降低规律； 4）对于重庆地区的土石混合体回填土，其围岩分级指标重点选用含水率和含石量； 5）对重庆地区土石混合体围岩进一步细分为Ⅳ、Ⅴa、Ⅴb 3级，其中Ⅴa级和Ⅴb级分别为Ⅴ级稍好和Ⅴ级稍差围岩。