考虑二次衬砌有效承载厚度的隧道结构安全系数解析模型

为研究严重腐蚀环境和施工缺陷等导致的衬砌厚度损失对隧道结构安全的影响，基于弹性地基曲梁理论和空间状态法建立二维衬砌受力解析解模型，采用Laplace变换求解衬砌各位置处的内力与位移，并与同工况下的数值模拟结果进行对比验证。数值模型中，通过折减局部二次衬砌厚度以及调整折减范围，模拟二次衬砌有效承载厚度的损失情况。研究结果表明： 1）增大二次衬砌厚度损失的范围和程度，均会导致厚度损失处截面弯矩显著降低，但轴力变化较小。2）二次衬砌厚度损失对安全系数的影响主要集中在厚度损失附近区域。随着损失范围的增加，厚度损失区域内的弯矩呈现下凹式抛物线形降低，安全系数经历突降—回升—稳定3个阶段。3）当损失厚度较小时，安全系数受到轴力偏心变化的影响较小，与有效承载厚度近似呈线性关系。值得注意的是，劣化厚度继续增大后，轴力偏心距降低对安全系数的增益迅速提升，当其大于承载截面积的劣化效益时，计算安全系数反增，但存在局部结构变形破坏的风险。     

隧道水灾害模型试验研究

针对隧道工程中出现的管涌、流砂以及隧道围岩中裂隙不同含水填充物的波速和介电常数的特性、二维探地雷达图谱缺点等对隧道水灾害的影响,采用模型试验、MATLAB编程可视化技术、Terzaghi和Taylor理论推导了管涌发生的准则.结果表明:隧道工程施工过程中,围岩裂隙保护层薄弱区最易发生水灾害;将二维探地雷达数据转化,构建三维图谱分析,其结果为复杂地质问题的雷达图谱解释提供了一种直观、可靠和准确性较强的处理方式,可判断裂隙的分布位置,裂隙填充物含水量大小以及渗水病害程度,也是防止施工过程中出现管涌、流砂、突水、涌水等灾害的有效手段,给隧道防排水设计和注浆提供了一定的依据,为同种类型的项目探测解释和病害评价提供了科学依据.     

多级高陡边坡开挖过程数值模拟及稳定性研究

边坡开挖方法与加固措施对其稳定性变化具有重要影响,尤以公路高陡边坡最为突出.基于此,以贵州某高速公路高陡边坡工程为研究背景,结合实地调研结果,采用UDEC离散元法和现场监测手段,探讨了坡高、坡角及开挖级数对高陡边坡开挖过程中坡体应力场、位移场及稳定性安全系数的影响规律.结果表明:坡体位移自坡面(顶)向底部递减,而最大主...     

浅埋暗挖地铁车站施工方案模糊优选

以北京地铁十号线工体北路站为依托工程,在定性分析洞桩法顺筑及逆筑方案特点的基础上,基于模糊优化理论建立了浅埋暗挖地铁站施工方案的多目标模糊优化模型,对车站施工方案的选择问题进行了探讨。结果表明:工体北路站采用CRD工法、洞桩法逆筑方案及顺筑方案均有一定的可行性,为了确保地表沉降得到控制,最终确定洞桩法逆筑方案为最优方案,研究结果可供类似工程参考。     

基于D-P准则有压圆形衬砌隧洞弹塑性解

随着大型水利工程的建设,出现了大量的深埋水工压力隧洞。由于深埋有压隧洞在施工和运营不同工况条件下,隧道衬砌和围岩主应力会发生变化。文章基于D-P屈服准则,在平面应变条件下推导了深埋有压衬砌圆形隧洞第一主应力分别为径向应力和切向应力时隧洞的弹塑性解。研究结果表明:该理论模型计算值与M-C准则计算值基本吻合,验证了该模型的正确性,且较M-C准则计算结果偏于安全;在不同地应力水平与内水压力工况下,衬砌与围岩的塑性区半径发生变化;随着内水压力的增大,塑性区分布可分为5个阶段,且在高水压阶段水压力增大对衬砌屈服半径的发展较为迅速。     

剪切作用下土石混合料的颗粒破碎演化规律

研究目的:铁路、机场、公路等路基填方中的土石混合料在一定应力条件下会发生颗粒破碎,从而造成相应的填方工程产生变形和稳定性问题.已有研究大多关注剪切破坏后的颗粒破碎特征,而对剪切过程中的颗粒破碎演化规律研究较少.针对该问题,本文采用配备声发射采集系统的大型直剪试验机分别对6种含石量和3种块石强度的土石混合料开展6种法向压...     

快速路路段类别事故率与交通流状态关系

选取基本段、合流段和分流段作为比较对象,对快速路不同路段类别的事故率与交通流状况的关系进行研究.采用临界速度区分饱和流和非饱和流,利用交通密度划分交通流水平,统计其事故率,并比较直、曲线形和分(合)流模式以及分(合)流点上(下)游区事故率分布差异.研究结果表明:对于非饱和流,事故率随交通密度呈现二次函数变化,其中合流段事故率显著大于分流段和基本段事故率;对于饱和流,事故率随交通密度呈现指数函数变化,但3种路段类别间事故率差异不显著,直、曲线形和分(合)流模式以及分(合)流点上(下)游区对事故率变化趋势有较大影响,其中在分流段的影响更为显著.     

山区公路路域生态系统保护模式

由于生态脆弱,山区公路建设已经引起生态系统的严重退化。为保护路域生态系统,必须对路域生态系统特征进行深入分析,对其生态承载力进行评估;同时立足生态系统保护目标,提出山区公路规划选线、设计、施工、监测及养护的相应措施,并指出路域生态系统保护模式发展的方向。     

重庆朝天门两江隧道工程可行性探讨

文章探讨了目前国内过江隧道的建设情况及修建过江隧道的优越性,针对重庆市都市发达经济圈交通联系不便的现状,提出在朝天门修建两江隧道的方案。通过对隧址区的地质条件、隧道的经济效益,以及隧道修建和运营的技术的可行性分析,证明在两江修建隧道是适宜的。它既符合可持续发展的需要,又符合国防建设的需要,并且对都市的经济快速发展和环境保护都起着重要作用。     

隧道衬砌病害探地雷达三维正演模拟及工程验证

从Maxwell旋度方程出发,通过引入复介电常数和复磁导率,推导导电介质UPML吸收边界在考虑和不考虑磁损耗情况下各区的电场和磁场分量的时域差分公式。通过选取各区不同的匹配参数,建立模型区与UPML吸收边界电场和磁场分量的统一离散差分公式。用MATLAB语言编制基于UPML吸收边界的图像可视化的探地雷达三维正演模拟程序。正演模拟衬砌内方形空洞三维地电模型,揭示方形空洞在不同显示剖面上的图谱特征。单剖面的响应特征类似"平锅盖形",z方向切片图定出空洞的形状;反射界面呈强负相反射异常,在立体剖视图中,空洞角点位置产生了2个交叉的双曲线绕射波。将该方法应用于现场隧道衬砌质量的检测,并开孔验证。结果表明:不密实区反射界面多且不规则,同相轴错断、零乱、不连续的较强反射能量团块状异常;在z方向切片图上能清楚反映隧道衬砌密实程度,并且判译直观、准确。