Application of Vertical Freezing Technique in the Deep-buried Mountain Railway Tunnel北大核心CSCD

The strata of Chengershan tunnel is mainly consist of the slightly cemented tertiary sandstone, the tun⁃ nel body passes through F 2 fault core zone. Geological disasters of mud outburst, sand gushing and extrusion of work face occurred several times during tunnel construction, so the risks are very high. In view of the core zone of F 2 fault with high pressure and abundant water, a variety of construction schemes were compared and analyzed in terms of technology, feasibility and safety, and vertical freezing technique was used for stratum reinforcement in the railway tunnel for the first time, furthermore the freezing scheme and tunnel support measures were studied, providing refer⁃ ence and guidance for similar tunnel construction.Mountain railway tunnel; Fault zone; Tertiary sandstone; Vertical freezing technique; Application © 2018, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

杯型冻结壁不同杯身长度的数值分析

以某过江隧道东端头盾构始发工程为依托,在封门拆除这个最不利工况下对冻土帷幕及端头地层进行数值分析,对不同杯身长度冻土帷幕的位移场和应力场分布情况进行研究。主要得出:杯身基本不发生位移;地表离掌子面越近沉降量越大;纵向位移最大值均发生在暴露掌子面中心处;应力值均在设计强度范围之内,且有较多富余;杯身和杯底厚度均为2 m时,该工程杯身长度取3 m就可在强度和变形上满足要求,但为了止水,杯身长度宜为18 m。     

地铁工程盾构接收渗漏险情的处理实践

为研究地铁盾构接收洞门渗漏处理的措施,保护周边复杂环境安全,以某盾构接收端突发⑦1-2砂质粉土层中的承压水穿透⑥粉质黏土层从洞门涌出的险情处置为例,通过对渗漏成因的分析、各处置方案进行比选,提出盾构停止掘进、盾壳内壁冻结封堵渗漏通道的处理方案,达到封水条件后抽干接收井内的积水,将盾壳留置在地层中并施工隧道衬砌,最终完成盾构接收。研究结果表明：地面引孔注聚氨酯的措施对洞门渗漏承压水层突涌的封堵效果不佳,通过冷板冻结可有效冻结漏水通道,但须考虑水体流动带来的冷量损失。     

黄河岸滩强透水卵石层动水条件下冷冻地铁隧道联络通道修建技术

介绍了我国首个黄河岸滩强透水卵石层地铁隧道联络通道在动水条件下冻结工程的设计、施工监测等情况。对黄河联络通道修建的重难点及冻结控制要点等作了分析,提出冷冻法的成孔、钻孔、冻结参数选择及封孔等关键技术,解决了黄河联络通道难以加固、钻孔困难、高压涌水、施工风险高等一系列施工难题,通过对冻结帷幕土体温度等的监测和分析研究,获得联络通道冻结安全施工的参数,并对施工中的问题提出了建议。     

富水砂砾地层盾构液氮冻结常压开仓施工技术

为了解决富水砂砾地层中盾构区间前盾范围的土体加固,使得盾构机具备常压开仓换刀的条件,考虑到液氮气化时剧烈吸热的原理,提出了采用液氮冻结技术快速冻结土体的解决思路。通过地面施工垂直钻孔,并下放液氮冻结管,液氮气化吸热,直至冻结面及周围土体,对盾构机前盾1.5 m范围的土体加固。实践证明,在富水砂砾地层中其它封水措施效果达不到安全要求的情况下,液氮快速冻结技术取得了理想效果。     

聚羧酸高效减水剂在抗冻混凝土中的应用

聚羧酸系减水剂与萘系减水剂的分子结构与作用机理均不同。将聚羧酸系和萘系减水剂分别与松香热聚物引气剂掺入到抗冻混凝土中,进行混凝土的拌合物性能、抗压强度及抗冻性试验,并观测硬化混凝土内部孔隙特征和微观结构,分析比较聚羧酸系和萘系减水剂对混凝土各种性能的影响。结果表明,聚羧酸系减水剂较萘系减水剂存在很多优势,在掺量少的情况下可配制低水胶比的混凝土,可应用到抗冻混凝土中。     

水平冻结法温度场数值模拟

以天河客运站折返线暗挖隧道为背景,分析三维温度场同二维温度场区别及冻结壁厚度的发展趋势,通过 ANSYS对冻结区域的温度场进行数值模拟,对冻结区域进行温度的定量评价,并分析了各个冻结时间段的温度场分布、冻结壁厚度。对数值模拟模型的建立进行了优化设计,对数值模拟计算的单元点划分粗细部位也进行了优化,从而建立贴近实际的模型,提高计算精度,给实际的设计和施工提供可靠的温度数据。     

细粒氯盐渍土盐胀特性试验研究

对新疆焉耆地区和硕～库尔勒高速公路沿线的天然盐渍土进行室内基本性质试验分析,选取粉土、粘土类天然盐渍土,在开放系统中进行反复冻融循环条件下的试验研究.从土类及盐性角度研究了氯盐渍土的盐胀规律.试验结果表明:在冻融循环过程中,低液限粘土中氯盐渍土盐胀累加性最好,低液限粉土中氯盐渍土次之,低液限粘土强氯盐渍土不具有盐胀累加性;低液限粉土中氯盐渍土盐胀量都随着温度的降低而增加,随着温度的升高而减小;低液限粘土中氯盐渍土的最大盐胀量随着含水量的增大而增加;低液限粘土中氯盐渍土的盐胀特性随含盐量的增大而降低.     

冻融循环作用下炭质页岩蠕变模型研究

冻融循环作用下炭质页岩蠕变是高速公路高陡边坡稳定性研究的热点问题之一。为揭示冻融循环作用下炭质页岩的蠕变特性,将炭质页岩试样分别进行0次、5次、15次、25次冻融循环,在围压为4 MPa条件下,采用分级增量加载方式对试样进行三轴压缩蠕变试验,试验发现冻融作用下炭质页岩蠕变具有明显的非线性特征,轴向应变随冻融循环次数、应力水平和时间增加而增大;根据蠕变曲线特征,将蠕变曲线分为2个阶段,即稳定蠕变阶段和不稳定蠕变阶段;利用损伤定义及Lemaitre应变等效方程,建立稳定蠕变阶段的冻融损伤演化方程;基于损伤力学和概率统计理论,采用Von-misses屈服准则,建立不稳定蠕变阶段的冻融和蠕变耦合损伤方程;通过引入冻融和蠕变损伤变量对Burgers模型参数进行修正,建立冻融作用下的蠕变损伤模型。研究表明：岩石损伤随冻融循环次数增加而增大,但损伤增加速率减小,最终趋于稳定;冻融和蠕变耦合作用下,冻融作用使得岩石损伤累积,会加快岩石的蠕变破坏;分段建立的损伤方程能较好地揭示岩石损伤随冻融循环次数、应力水平和时间增加的变化规律;改进的蠕变模型与试验曲线拟合度较好,且参数物理意义明确。研究成果能为炭质页岩高陡边坡稳定性分析提供理论参考。     

超声波测试方法在沥青混合料冻融试验中的应用

基于超声波传播原理,将超声波测试方法引入到沥青混合料的冻融试验中.通过对试验结果的分析,讨论了试验数据离散性较大的原因,提出了影响超声波测试方法精度的多重因素;进而基于微观结构分析对试验数据提出了合理的修正方法,并推荐了超声波测试方法在沥青混合料冻融试验中应用的经验公式;最后通过对比试验验证了经验公式形式的正确性.结果表明,修正后的超声波传播速度能表征沥青混合料冻融后的劈裂强度,两者之间有着很好的指数关系.