黄土地区隧道的修筑技术研究

项目承担单位:甘肃省高等级公路建设开发有限公司项目参加单位:长安大学甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司项目合同编号:200131800021项目主要负责人:康军谢永利杨惠林李睿主要研究成果和技术创新点:!研编了数值仿真有限元程序。!系统研究了土体参数、衬砌参数、开挖进尺以及埋置深度对围岩和衬砌结构受力与变形性状影响。!分析了隧道结构受力性状及浸水对结构的影响。!开展了大规模、系统全面的现场测试。!提出了深浅埋界定的新思路。!推导了浅埋土质隧道围岩压力公式。!总结出了黄土隧道防排水结构的设计原则。!提出了黄土公路隧道的…     

公路隧道竖井送排式通风排风口角度优化模型试验研究

文章应用模型试验于公路隧道竖井送排式纵向通风中,并对排风口与隧道轴向夹角对排风段隧道平均风速的影响进行了测试,研究不同排风口角度和不同风速下的变化规律.结果表明,排风口与隧道轴向夹角对排风动力有较大影响,且随着排风段隧道平均风速增大,排风口角度的影响越大.因此排风口与隧道轴向夹角宜取隧道结构和安全性允许条件下的最小值.     

一维大变形固结的空间描述和物质描述

本文分别用空间描述和物质描述方式，分析了饱和软土的一维大变形固结行为，推出了线弹性假定前提下基于空间构形和物质构形的一维大变形固结微分方程。这组方程在小变形条件下，可直接退化为太沙基一维固结方程。     

建筑垃圾用作路基填料的压实性能研究

以陕西省西咸北环线高速公路工程西吴枢纽立交C匝道路基填筑试验段为依托,研究了建筑垃圾作为路基填料的基本物理性质,结合现场施工分析了建筑垃圾填料压实性能的影响因素,建筑垃圾填料含水率对压实度的影响,合理的碾压遍数及现场建筑垃圾路基回弹模量。结果表明:建筑垃圾填料含水率控制在14.8%～15.0%时,碾压效果最好,碾压遍数超过20次后,压实功对填料的压实效果已不显著。建议超过15遍碾压后,当压实效果趋于平稳时可停止碾压,此时路基回弹模量为155～170 MPa,相应的压实度为97.87%～98.46%。     

压实黄土应力-应变-时间特性

为研究压实黄土应力-应变-时间的关系,对比分析了Singh-Mitchell、Mesri、Lin-Wang等经验模型,在甘肃省陇西Q3压实黄土的室内一维固结试验基础上,利用参数变异法推导出适用于压实黄土的Singh-Mitchell修正模型。其中应力-应变关系与应变-时间关系都用幂次关系模拟。模型中3个参数物理意义明确,均可由室内一维固结试验得出,并分析了干密度与含水质量分数对参数的影响规律。研究结果表明,模型计算结果与实测结果一致,为研究压实黄土应力-应变-时间特性提供了一种新方法。     

浅埋暗挖法施工中结构受力的合理转换

文章针对浅埋暗挖法施工中结构受力转换的问题,结合某地铁工程实例,介绍了几种对控制沉降比较有效的施工方法。在竖井开挖到通道顶标高后提前对通道顶部土体进行加固,并施作短柱暗梁,有效地保证了结构安全和土体稳定;在通道转入双联拱正洞的施工中采用增设洞门加固环和通道顶部加强拱等措施,成功地解决了通道格栅破除后通道的稳定问题,并有效地控制了地层下沉;通过对现场一手监测数据的深入分析,结合自己的施工体会,总结出了一些较为珍贵的施工经验,对类似工程设计和施工有一定的参考价值。     

特长公路隧道正洞送排风口间短道流态数值分析研究

结合特长公路隧道竖井送排通风系统设计方案,运用了计算流体动力学(CFD)方法对隧道正洞送排风口间短道流态进行三维数值分析,确定出短道流态的影响因素,并给出确保短道流态满足设计要求的土建设计方法和运营风量调控措施,结论可供相关通风工程设计参考.     

岩质边坡应力场特征有限元强度折减法研究

利用有限元强度折减法数值模拟技术,对成型边坡的应力场进行了研究:在坡顶荷载作用下,计算边坡内部应力场随着坡体强度指标的降低而变化的情况,分析边坡安全状态恶化对内部应力场的影响。通过对特定路径的应力追踪,对应力场的变化特征进行探讨,确定边坡的应力敏感部位,指出应力变化规律及其对边坡稳定性造成的不利影响,以克服岩质边坡以位移为参数的监测方法存在时间与空间上滞后的缺陷。     

岩质边坡参数敏感度数值分析

文章利用有限元数值模拟技术,计算在坡顶极限荷载作用下,以坡脚剪应力最大值之比K为评价指标,探讨岩质边坡各参数的变化对边坡稳定性的影响,并分析边坡稳定性对各参数的敏感程度,明确了凝聚力为边坡稳定的敏感参数,是边坡稳定性的控制因素;内摩擦角对边坡稳定性的影响也较明显。     

单洞对向公路隧道火灾烟气模糊控制

为解决公路隧道火灾烟气对人员的影响,以单洞对向交通隧道火灾为基础,建立火灾数值计算模型。在火灾烟气控制中引入模糊控制理论,模拟烟雾在隧道内两组射流风机之间200m的区间内往复运动,通过改变射流风机的风速和方向,分析在时间为180、360S内,风速为1．0、1．5m·S-1的火灾烟雾扩散情况,研究了控制区域内烟气的分布和影响规律。计算结果表明：在火灾点两侧分别开启射流风机,间歇为30S、风速为1．0m·S-1的运行烟气属于小振幅运动,烟雾基本控制在火源点左右两侧50～80m的位置;间歇为60S、风速为1．5m·S-1的运行烟气属于大振幅运动,烟雾基本控制在火源点左右两侧80～100m的位置;烟气小振幅运动要优于大振幅运动。