岩溶区连拱隧道二次衬砌的受力特征分析

在宜叙高速石人山岩溶双连拱隧道施工期间,曾预报并揭露侧面溶洞,类似工程报道较为罕见,给隧道施工带来一定的安全隐患。本文利用FLAC3D设计并实施二维数值试验,模拟双连拱隧道在侧面溶洞的影响下的开挖过程,对二次衬砌的结构内力(弯矩、轴力)进行了分析,结果表明:侧面溶洞对二次衬砌的弯矩有显著的影响,右洞内拱腰、右洞外拱脚、左洞仰拱和右洞仰拱处的弯矩值有明显的增大,对二次衬砌的轴力的影响主要集中在左右洞的拱脚和拱腰处。该研究可以指导二次衬砌的合理设置,降低衬砌破坏的概率,避免经济、材料的浪费。     

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。     

马蹄形隧道初期支护结构力学及变形性能足尺试验研究

针对马蹄形隧道初期支护结构，采用足尺试验，通过埋设传感器对结构内力、结构表面应变及变形进行监测，分析了钢拱架与喷射混凝土初期支护结构的承载能力和变形性能。研究结果表明：（1）在弹性阶段，支护结构各截面所受弯矩和轴力关于结构中性轴左右对称，对应的径向位移幅值较小。（2）在塑性阶段，随着外加荷载的增加，支护结构的弯矩和轴力快速增大；支护结构呈现“拱底外凸，拱腰内凹”的变形状态，且近似关于中性轴左右对称。（3）支护结构最终在右拱肩型钢连接处失效破坏，破坏位置处混凝土与型钢呈大范围剥离状态，裸露的型钢外凸发生弯折破坏，结构极限承载力约为设计荷载的1.32倍。     

对《JTGD70-2010公路隧道设计细则》结构计算部分条文的修改意见

隧道结构问题的复杂性决定了目前隧道设计依然是以经验类比法为主,结构计算分析为辅。由于隧道的荷载和结构计算原理的研究难度较大,比较复杂,导致《JTGD70-2010公路隧道设计细则》中结构计算方面存在的一些问题没有得到及时发现与修正。文章针对细则中深埋连拱隧道围岩松散压力计算方法、初期支护与二次衬砌计算模型的拱脚约束方法、钢拱架与喷射混凝土进行强度校核时弯矩仅由钢拱架承担等方面存在的问题,进行了分析与探讨,并提出了相应的修改意见,建议在下一版细则修订时,使其更加完善,从而更好地用来指导隧道结构计算与设计。     

系统锚杆的非均衡支护研究

文章以乌蒙山二号四线铁路车站隧道为工程依托,采用数值模拟手段,对多部开挖隧道系统锚杆的非均衡支护进行了研究。结果表明:在均衡支护条件下,系统锚杆轴力呈现"拱肩(1、2部)拱脚(4、5部)边墙(6、7部)拱顶(3部)"的分布,部位不均衡性显著;拱脚、边墙部位的锚杆轴力左右不对称现象也很显著,具体表现在先挖侧大于后挖侧;拱顶的锚杆轴力很小,几乎未起作用。通过分别改变锚杆长度、间距和直径,进行系统锚杆非均衡支护分析,并与均衡支护工况相比,单环节省锚杆用量分别为37%、36%和36.93%,经济效益显著。     

护拱回填暗挖法隧道支护结构安全性评价

文章依托九景衢铁路荆生坞隧道工程,介绍了护拱回填暗挖法的施工步序,利用弹性理论推导了护拱与初期支护拱部的围岩荷载分担比例计算公式,采用极限平衡理论建立了边墙处围岩受力模型,推导了初期支护边墙附加围岩压力计算公式,最后通过建立荷载-结构模型,计算了护拱和初期支护的内力、安全系数,评价了护拱和初期支护安全性。结果表明:初期支护围岩荷载分担比例与护拱和初期支护的弹性模量、厚度有关,荆生坞隧道初期支护围岩荷载分担系数约为30%;护拱拱脚竖向压力导致边墙上部围岩沿破裂面滑动,对初期支护边墙上部产生一个水平向的附加围岩压力;九景衢铁路荆生坞隧道护拱回填暗挖段护拱和初期支护均处于安全状态,初期支护安全性随围岩荷载分担系数的增大而略有降低。     

基于两种拱盖法修建的青岛地区上软下硬岩质地层大跨隧道结构稳定性研究

拱盖法是基于纵深刚度差异较大的“上软下硬”地层条件,在充分吸取盖挖法、双侧壁导坑法等工法的成功经验或者不足之处的基础上发展起来的一种暗挖大跨隧道修建技术,拱盖法主要有双层初期支护拱盖法和二次衬砌拱盖法。文章以青岛地铁某暗挖大跨车站为例,结合站址范围内上软下硬复合地层的特征,通过数值方法对两种拱盖法修筑的隧道结构稳定性进行分析研究。结果表明:1)二次衬砌拱盖法采用纵向9 m拆撑安全步距施工时,外层初期支护棚护作用的“空间刚度效应”不足以弥补其拱盖的“拱”效应,双层初期支护拱盖法修筑技术更有利于隧道变形控制;2)隧道下部岩体开挖时拱盖结构的承载、保护作用显著,但在相同等地质环境条件下,二次衬砌拱盖法施工对拱脚岩体的塑性破坏作用更明显,换言之即二次衬砌拱脚对岩基的强度和刚度要求更高;3)初期支护拱盖法结构受力控制部位为拱肩及拱脚,二次衬砌拱盖法结构受力控制部位为拱脚,后者拱脚控制内力约为前者的1.56倍,前者的“梁”效应比较明显,后者的“脚”效应比较明显;4)为地铁百年服务工程安全计,建议优先考虑采用双层初期支护拱盖法施工。     

黄土连拱隧道支护结构力学特性现场试验

为研究黄土连拱隧道支护体系力学特性,文章以某黄土连拱隧道为依托,采用钢弦式传感器,对围岩压力、锚杆轴力、钢支撑内力以及二次衬砌受力等进行系统测试与分析。结果表明:(1)在中墙墙顶与拱部的结合处以及在墙底与仰拱的结合处,围岩压力的波动比较大,最大压力值分别为195 kPa、115 kPa。位于围岩级别过渡段的隧道仰拱中心处的压力值较大,最大值为267 kPa,隧底出现较大底鼓趋势。围岩压力整体呈"双马鞍形"分布;(2)深埋段竖向围岩压力实测值与《公路隧规》中按连拱隧道半跨计算的结果比较接近。浅埋段按不同围岩压力计算公式得到的压力值均大于实测值,采用太沙基公式得到的压力值与实测值相对接近;(3)该黄土连拱隧道的初期支护与二次衬砌的荷载分担比例为47.66%和52.34%,二次衬砌处于明显的承载状态;(4)锚杆轴力较小,呈"鱼肚形"分布。钢拱架承受的荷载较大,在钢拱架强支护的作用下,锚杆发挥的作用有限;(5)中墙扭矩的存在,验证了黄土隧道中纵向效应的存在,在设计与施工的过程中应该加以重视。     

偏压连拱隧道施工方法研究

文章采川三维有限元数值模拟研究了偏压连拱隧道不同施工顺序下拱顶下沉、中墙稳定性及初期支护受力特征.研究结果表明,先开挖浅埋侧时,拱顶沉降较小,中墙在施工中的稳定安全系数较大、弯矩较小,初期支护受力较大;对于浅埋偏压连拱隧道,围岩变形及中墙在施工中的稳定性控制更为重要.所以,从有利于围岩变形、中墙稳定性控制以及中墙受力的角度出发,宜采用先开挖浅埋侧的施工方法.     

粉煤灰地层大断面连拱隧道超前支护研究

在粉煤灰地层中修建隧道往往会因其承载力低、受压沉降大等特点产生施工安全隐患,为防止拱顶产生过大沉降,在实际施工之前往往进行可靠的超前支护.本文以穿越粉煤灰地带的盐坪坝大断面双连拱隧道为工程背景,通过数值模拟分析不同超前支护方式下围岩的变形特征,研究各种超前支护方式对围岩的变形控制效果,最终比选出粉煤灰地层条件下大断面双连拱隧道最合理的超前支护方式.研究结果表明,在超前锚杆或者超前小导管作用下,隧道洞周水平位移呈现拱腰>拱肩>拱脚的变形规律,隧道竖向位移呈现拱顶>拱肩>拱底的变形规律,同时隧道变形主要以竖向变形为主.同时在4.5 m长、120°范围下的超前小导管支护下,左洞隧道拱顶沉降仅为8.73 mm,拱腰收敛仅为1.01 mm,相对来说支护效果最好.     

基于主观评价的汽车试验场地适应性研究

为了满足汽车性能主观评价的实车试验,必须对汽车试验场有所要求.通过对国内外汽车试验场进行比较,得出主观评价试验场地的独特需求有:动态试验广场、操纵性试验道路和转向圆广场.     

压实度对级配碎石弹性模量影响的试验研究

文章为了揭示压实度对级配碎石弹性模量的影响,根据级配碎石垫层弹性模量的变化规律,对级配碎石层体积与弹性模量的关系进行剖析,通过对级配碎石压实度与弹性模量关系的试验,得出级配碎石层缓解不均匀沉降后的弹性模量变化规律。     

高原机场道面除冰雪对策研究

本文结合国内高原机场除冰雪保障现状,通过对高原地区机场道面除冰雪影响因素的分析,在除冰雪方法和除冰雪管理制度上,提出高原机场道面除冰雪建议,为有效开展高原地区机场道面除冰雪工作提供理论依据。     

石粉含量对预拌砂浆性能影响的试验研究

文章通过室内试验,研究了机制砂中石粉的含量对预拌砂浆和易性、强度、收缩和抗冻性的影响。试验结果表明,机制砂中的石粉含量在一定范围内能够明显改善预拌砂浆的和易性,减小预拌砂浆的收缩率以及提高抗压强度和抗冻性等多方面性能。     

纯电动小客车用锂动力电池温度特性实验研究

本文测试和分析了纯电动小客车用锂动力电池在不同温度下的放电、充电、放电容量、欧姆内阻和表面温升性能,实验结果表明,低温对锂单体电池性能的影响比较显著,锂单体电池在低温下各项性能指标存在变差趋势。为保证锂单体电池的正常使用,建议增设电池包预加热系统以便提升锂单体电池性能。     

高分子橡胶对浅色沥青结合料性能影响研究

本研究通过聚合物物理共混法将石油树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和丁苯橡胶(SBR)等高分子橡胶加入到芳烃油中,利用高速剪切仪制备出均一的浅色沥青结合料。采用正交法设计试验方案,改变各组份掺量,研究SBS、SBR、石油树脂对浅色沥青结合料针入度、软化点、延度三大指标的变化规律,从而确定各组份的合理掺量范围,并检测浅色沥青结合料短期老化性能。试验结果表明:通过浅色沥青结合料与其他沥青的对比分析,浅色沥青结合料的性能均有所提高,为后续彩色沥青结合料研究提供了理论依据。     

高速公路施工对周围生态环境的影响建议

本文主要研究了高速公路施工对生态环境产生的影响,主要从施工对环境的影响因素,及施工中对环境保护的防护措施两方面进行论述,希望通过研究分析改善高速公路施工生态环境,仅供参考。     

内流对洪水冲击下管跨临界长度影响研究

为了研究洪水冲击管道时形成的管跨临界长度,分别介绍了洪水作用下管道的动力特性以及内流对管道特性的影响。针对管内流动与管外洪水冲击对于管道的作用,建立了内流、外流共同作用下的管道动力控制方程。结果表明:对于洪水冲击管道的问题,不应仅考虑洪水的作用,也应该考虑内流对于管道的作用;内流流速增大、压强增大、密度减小都将缩短临界长度。考虑内流的管跨临界长度,对设计及现场抢维修都具有借鉴作用。     

基于反分析法的均质路堑滑坡治理技术研究

反分析方法与计算机技术的结合使其功能越来越强,在实际工程中得到越来越多的应用与研究。采用反分析法确定边坡岩土体抗剪强度参数从而得出对滑坡治理的设计参数。基于简化Bishop法建立反分析极限平衡方程,并采用计算剖面多组单参数反演与统计比较分析相结合的方法,优化反算岩土抗剪强度参数值。该方法应用于某均值路堑滑坡治理工程并得以论证,表明了反分析法应用于滑坡治理的可行性与正确性。     

汶川震后杨家山隧道断层塌方成因及其地质雷达预研究

受汶川地震的影响,经过断层带的公路隧道在施工时更容易出现大的塌方事故.为避免造成人员伤亡和经济损失,本文以广甘高速公路杨家山隧道右洞桩号K22+624段塌方为工程背景,采用现场地质描述分析、地质雷达探测,以及编写程序的正演模拟相结合,对汶川地震过后断层带对隧道塌方的影响进行研究.结果表明,在震后断层带的影响范围内,围岩整体特性发生突变,雷达波形图中会形成强烈的反射波信号,经过后期处理,能够得到较为清晰的波形异常图,从而推测出掌子面前方可能出现塌方的情况.文章最后对地质雷达探测加以正演模拟,可有效地指导整个隧道施工过程,并取得较好的经济收益.