砂卵石地层下伏膨胀岩土盾构隧道结构内力特征

成都地铁二号线区间盾构隧道局部穿过砂卵石下伏膨胀岩土地层,为获得下伏地层膨胀荷载对盾构隧道衬砌结构内力的影响规律,采用数值方法分析了下伏地层在不同范围发生局部膨胀时对衬砌结构外侧压力的影响.通过现场测试得到了盾尾注浆时和隧道贯通后衬砌结构荷载及内力的分布规律,并与不同膨胀荷载下结构内力的计算结果进行了比较.研究表明:膨胀圈厚度及范围对膨胀后压力增量的影响较小,膨胀力对压力增量的影响较大;局部膨胀荷载的存在将增大管片结构弯矩,对结构受力不利,负弯矩是下伏膨胀岩土地层盾构隧道结构设计的控制因素.计算砂卵石下伏膨胀岩土地层中盾构隧道结构内力时,应考虑膨胀荷载的影响,膨胀荷载可采用数值分析等手段确定.      

富水隧道施工期及运营期衬砌结构力学特性研究

以米亚罗3号隧道为依托工程,首先通过现场实测应力监测数据,对米亚罗3号隧道施工期支护结构应力的演变规律进行了分析研究;然后进一步借助数值分析软件,对不同初始水头高度下,米亚罗3号隧道运营期间围岩和衬砌结构的力学特征进行了研究。应力监测结果表明:隧道上台阶开挖后,拱顶和拱肩处的围岩-初支接触压力、钢拱架应力和外水压力迅速增大,约在30~40d后趋于稳定;下台阶开挖后,拱腰处的接触压力、钢拱架应力和外水压力快速增长,约在30~50d后趋于稳定;随着下台阶的开挖,拱肩处的围岩-初支接触压力再度缓慢增长,而钢拱架应力则明显下降;二衬施作后,其内力快速增长,并在20d后趋于稳定。数值模拟结果表明:当初始水头高度增加时,运营期间米亚罗3号隧道的洞周位移、二衬内力和外水压力均成一定比例的增加;隧道变形主要为竖直和水平方向的挤压变形,最大位移发生在拱底;相对于无地下水的情况,地下水的存在会影响衬砌弯矩分布,导致弯矩最大截面从拱顶转移至拱脚;衬砌所受外水压力在拱底处最小,其余部位分布较为均匀;随着初始水头的增大,拱腰和拱脚背后围岩的塑性区范围会明显增加。     

裂缝数量对盾构隧道管片结构力学性能的影响

盾构隧道管片在制作、养护、运输及拼装过程中,常会出现裂缝,裂缝的存在在一定程度上会影响管片衬砌结构的整体受力。以中国某地铁越江盾构隧道为工程背景,采用相似模型试验的方法,基于盾构隧道管片的位移、内力及声发射数据,系统分析裂缝数量对管片衬砌结构力学特性的影响规律,并通过管片破坏过程示意图分析管片结构的破坏模式。研究结果表明：管片衬砌结构承载阶段可划分为弹性承载、塑性承载和破坏失稳3个阶段;裂缝的存在降低了管片衬砌结构的整体刚度,随裂缝数量增加,管片衬砌结构的弹性承载范围增加,塑性承载阶段范围减小,损伤破坏的空间影响范围呈增大趋势,结构的失稳破坏趋于突发性破坏,相同荷载下的变形增大,结构的极限承载力降低;裂缝的存在使得管片在预制裂缝位置产生纵向贯通裂缝,随裂缝数量增加,纵向贯通裂缝数量增加,破坏区域由某一位置发展为条带状分布,当拱腰预制裂缝数量达到3条时,裂缝之间管片的相互挤压导致网状裂缝产生,结构局部出现压溃区。     

盾构隧道管片接缝结构可靠度分析

盾构隧道管片衬砌结构设计的依据是地层勘察资料、设计文件、相关设计规范等,各部分资料的准确程度直接影响到结构设计的可靠度;其次,盾构隧道是由管片和螺栓等拼装而成,由于预制管片和施工方面的原因,各种参数总有一定的偏差;再次,土中水压力的作用效果也不是十分明确的,而管片接头作为管片衬砌环的薄弱环节,其力学特性的明确至关重要。文章依托南京长江隧道采用蒙特卡罗法和响应面法对管片接头结构的可靠性进行了分析研究。     

地温梯度孕育的岩体热应力对岩爆预测的影响

为使在高地温环境下通过水压致裂获得的应力更加真实地预测岩爆，提出在岩爆预测过程中应考虑地温梯度孕育的岩体热应力. 结合弹性理论获得了在高地温环境下水压致裂的理论应力解；基于此理论应力解对圆形隧道进行了岩爆预测；应用岩体热应力公式对桑珠岭隧址区的岩爆进行了预测. 研究结果表明:在高地温环境下，恒定压力和水平主应力会增加约一倍的岩体热应力，裂隙重开压力会增加约两倍的岩体热应力，垂直应力不变；如果在高地温环境下直接采用水压致裂测得的应力进行岩爆预测，当水平原位地应力大于竖向原位地应力时，得到的岩爆等级偏高，当水平原位地应力在重力应力和竖向原位地应力之间时，得到的岩爆预测位置与实际不一致，当水平原位地应力小于重力应力时，得到的岩爆等级偏低；桑珠岭隧址区的岩体热应力约为重力应力的61%，若不考虑此热应力进行岩爆预测会导致严重的错误.      

悬挂式空轨车辆空调系统设计与研究

与传统轨道交通制式相比,悬挂式空轨车辆与轨道梁之间的轮轨关系不尽相同,该新型轨道交通制式的特殊性,使得对车辆及其子系统轻量化、集成化设计安装要求更为严苛.按传统理念设计,空调系统很难完全满足车辆需求.因此,针对悬挂式空轨车辆的特点,结合空调系统功能需求,设计研发了一套高集成度、轻量化的空调系统,该空调系统设备均优于车辆...     

重庆岩溶地区季节性富水营运隧道渗漏水病害特征及其成因机制分析

文章在全面搜集重庆地区现役187座高速公路营运隧道的基础上,针对目前出现渗漏水病害的66座隧道进行了调研,选取了15座渗漏病害比较严重的隧道进行归纳统计分析,依据其区域分布特征,得出了隧道渗漏水病害同岩溶地貌,以及季节性降水存在的必然联系;进而选取了具有典型代表特征的秀山隧道作为研究对象,对其渗漏水病害特征、致灾机制,以及成因机制进行了探讨。研究表明,重庆岩溶地区隧道渗漏水病害在空间里程上呈带状分布、时间上具有延续性、隧址区岩溶水呈动态变化、与不良地质段在里程上分布基本一致,且隧道周围水环境与暗河存在间断性联系等典型病害特征;隧道穿越岩溶发育区储水型构造,致使其在不同时期存在三种不同工作状态,即正常工作状态、高水压工作状态、低水压工作状态的相互转换;渗漏水病害是隧址区内外众多因素共同作用的结果,尤其是同其水文地质条件、设计因素,以及防排水设施施工质量和营运期间的失效性等有关。实践检验表明,对于岩溶地区季节性富水营运隧道渗漏水病害的治理区段,应以"排为主,堵为辅"。     

隧道通风网络及调节

根据隧道通风网络的构成及网络中风流流动的基本规律，运用通风网络解算的斯考德-恒斯雷法和风量调节通路计算法，以二郎山和重庆中梁山2条长大公路隧道工程为例进行了网络模拟和调节计算研究．研究表明，分段纵向式通风系统已形成网络，可通过网络的自然分风和按需分风解算，模拟隧道内风流的分配、风机的设置，从而为确定通风调节的位置、大小和方法提供参考．     

双连拱公路隧道支护结构体系试验研究

为了确定Ⅱ类围岩条件下四车道双连拱公路隧道的合理支护结构和支护原则，进行了相似模拟试验，并通过现场原位试验进行印证和补充．结果表明：中墙内力在施工过程中变化十分复杂，施工中应重点考虑中墙抗倾覆的要求；初期支护体系应以系统锚杆和喷混凝土为主、钢支撑为辅．最后提出了在Ⅱ类及以下围岩中修建四车道双连拱公路隧道的施作原则．     

高寒地区隧道保温隔热层设防厚度的研究

结合高原地区鹧鸪山公路隧道抗防冻实验研究课题,介绍以隧道所处的特殊地理环境和气象条件为背景,根据隧道围岩和结构体现场温度实测数据,通过有限元计算,得出隧道围岩体内的温度场,说明如何用数值模拟检算二次衬砌表面保温隔热层的设防厚度.