三类勘察场地地裂缝活动对地铁隧道的影响

以地铁隧道穿越西安三类勘察场地的地裂缝为研究原型, 分析了地裂缝的发育特征; 运用数值模拟方法, 研究了三类场地地裂缝不同活动量值引起的地层应力场、破坏区域和位移场的变化特征, 计算了地裂缝的影响区域范围, 解析了地裂缝带活动对地铁隧道结构产生的破坏特征, 并提出了相应的工程对策。研究结果表明: 地裂缝活动造成其两侧地层的竖向应力呈近似反对称的分布形态, 地层应力的变化增量随上盘沉降的增加而增大; 通过综合分析位于地铁隧道拱顶和拱底埋深处地层的竖向应力变化特征, 得到三类场地地裂缝上盘和下盘的主要影响范围分别为0~20m和0~15m, 经对比验证, 与物理模型试验结果一致; 下盘靠近地裂缝的区域发生剪切破坏, 且破裂逐渐向上扩展, 最终形成一条与地裂缝呈18°夹角的剪切破坏包线, 其中间包含的范围为剪切破坏的集中区域; 地裂缝活动导致两侧土体发生位移突变, 形成2个类似“活动楔体”的变形区域, 且该区域范围逐渐扩大; 上、下盘隧道的差异沉降随着地裂缝错动量的增加而增大, 当地裂缝活动量达到20cm时, 造成整体式地铁隧道呈“S”破坏形态; 为适应三类场地地裂缝活动引起的大变形, 建议地铁隧道结构采用分段设置特殊变形缝加柔性接头处理等措施进行设防。     

关于隧道结构的安全推演及寿命预测

隧道的寿命一直是行业研究的重要课题,相关研究大致可分为两类:一类是基于隧道环境的材料耐久性研究,认为衬砌寿命即隧道寿命;另一类是基于材料劣化的结构安全性研究,不考虑隧道结构受力对材料劣化的影响.现结合上述两类研究提出隧道结构体系受力演变模型,以反映各种因素的相互作用及隧道结构的内力演变和安全性演变,是一种新的研究思路....     

藏东南察达沟谷冰碛堤工程适宜性研究

研究目的:针对藏东南察达沟谷拟建川藏铁路工程所涉及的深厚冰碛体,根据现场调查、钻孔岩芯统计分析冰碛物的分布特征、物质组成、粒径级配,采用室内直剪试验、PFC模拟等方法,研究冰碛层的物理力学特性,模拟计算冰碛体边坡在不同工况下的稳定性,并利用动探数据确定其承载力特征值,从而综合评价冰碛物的工程适宜性,为铁路选线和工程设置...     

基于土工离心机试验的船舶抛锚影响研究

为解决锚地船舶抛锚对隧道的影响问题,首次采用土工离心机进行船舶应急抛锚的试验研究,给出了应急抛锚的贯入深度,并与数值模拟方法、经验公式方法进行对比分析,给出了抛锚的影响深度。结果表明:土工离心机模拟试验的结果与有限元分析、经验公式方法的结果相当,可以反映土体与船锚的相互作用。土工离心机模拟试验可以作为抛锚贯入深度的一种研究方法,同时土工离心机还能进行应力影响深度研究。在试验设置的粉质黏土土体、40万吨船型和水文地形的条件下应急抛锚入土深度最大值为4.0 m,影响深度为3.5 m,从安全出发,基于应急抛锚入土深度和影响深度两方面考虑,隧道至少需要埋到最大冲刷线下7.5 m。     

内外集卡协同服务的码头集卡预约优化模型

针对码头集卡集中到达引起的拥堵问题, 提出了基于内外集卡协同服务的码头集卡预约优化模型, 建立了休假式排队系统, 设计了基于遗传算法的求解方法, 并利用算例验证了模型与算法的有效性。分析结果表明: 内部集卡在堆场的计算平均等待时间为14.31 min, 实际平均等待时间为15.11 min, 外部集卡在堆场的计算平均等待时间为20.65 min, 实际平均等待时间为21.55 min, 计算值与实际值相差较小; 预约优化后外部集卡在堆场的平均等待时间由20.65 min缩短为16.85 min, 码头集卡的平均等待成本由29.3元降低为24.1元。休假式排队可有效描述码头内部集卡和外部集卡的特征。可见, 集卡预约优化模型能有效降低码头集卡的等待成本与等待时间, 建议对集卡进行管理时应优先考虑减少内部集卡的等待时间。     

公路交通标志反光膜逆反射系数衰减规律

对设置在交通运输部北京试验场的230个交通标志反光膜样本进行了连续13年的逆反射系数观测, 建立了不同颜色、不同类别的交通标志反光膜逆反射系数衰减值的预测模型, 分析了逆反射系数随设置时间的衰减规律。分析结果表明: 白色Ⅰ~Ⅲ类反光膜逆反射系数衰减值的预测模型分别为三次函数、对数函数、三次函数模型, 决定系数分别为0.581、0.732、0.559;红色Ⅰ~Ⅲ类反光膜逆反射系数衰减率的变化幅度分别为16.0%、28.0%、42.0%, 其他颜色反光膜逆反射系数衰减率的变化幅度小于21%。可见, 逆反射系数衰减值的二次函数、三次函数模型具有更好的拟合性, 不同颜色、不同类别反光膜的逆反射系数衰减规律存在显著差异, 但衰减均随着设置时间的延长而逐渐减缓。     

高寒冻融环境下隧道结构服役性能预测模型

为分析高寒大温差冻融环境对公路隧道衬砌结构长期服役性能的影响, 采用现场测试方法得到了姜路岭隧道洞口温度变化规律, 基于室内冻融循环试验拟合了冻融环境下衬砌混凝土力学性能劣化计算公式, 应用荷载结构法建立了高寒冻融环境下衬砌结构服役性能的时空预测模型。研究结果表明: 铺设厚度为5cm、导热系数为0.03 W·(m·℃)^-1的保温层后, 姜路岭隧道1年内经历的等效室内冻融循环次数从8下降为0.32;无保温层且混凝土饱水条件下, 5、10、15、20年后拱脚处截面安全系数相对于刚服役时分别降低了0.6%、23.7%、41.1%、69.8%, 二次衬砌服役20年后安全系数已不能满足结构承载的要求; 铺设厚度为5cm、导热系数为0.03 W·(m·℃)^-1的保温层后, 二次衬砌服役100年后安全系数仍能够满足承载要求。可见冻融循环的剧烈程度对衬砌结构长期服役性能影响显著, 保温层能有效改善混凝土的冻融环境。     

PCF抗车辙剂改性沥青混合料性能评价与蠕变特性研究

以PR抗车辙剂为对照,对PCF改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性进行试验研究。利用单轴静态蠕变试验对掺加不同抗车辙剂沥青混合料的蠕变特性进行分析,通过Burgers模型对混合料的蠕变曲线进行非线性拟合,进而得到混合料的黏弹性参数,并以此结合有限差分法建立了较为可靠的单轴静态蠕变试验模型。     

多孔沥青路面建设期节能减排效益测算

多孔沥青路面的空隙率达到18%～25%,而广泛应用的SMA沥青路面的空隙率仅为3%～4%,相比之下多孔沥青路面可以节省15%～20%的沥青混合料,由此带来显著的节能减排效益。基于多孔沥青路面的大空隙特征,从石料开采、加工、运输,以及沥青混合料生产、运输、摊铺碾压等环节,对建设期多孔沥青路面的节能减排效益进行测算。经测算可知,对于双向四车道沥青路面上面层,每半幅公里多孔沥青路面较之SMA沥青路面可以节约10.6t标准煤能耗,减少22.5t二氧化碳排放量。     

美丽乡村公路安保工程设计中的人文景观与生态理念研究

乡村公路安全保障技术是消除交通事故隐患,保障交通安全的有效手段,是促进乡村公路可持续发展的先决条件。云南省道路规划计划用15年时间实施以"畅、安、舒、美"为主题的美丽乡村公路交通安全保障工程,然而现阶段省内公路形式较为单一,公路文化相对缺乏,未将人文景观与自然景观相互融合。因此,通过对云南省德宏州芒市乡村公路交通安全现状的调查分析,将理论研究和实践项目的经验相结合,对公路安保工程的设计方面提出建议。建议如下:在美丽乡村公路安保工程设计中,要结合本土瑰丽独特的风景名胜和光辉灿烂的历史文化以及当地人文景观、民族风俗民情,坚持"融入本土、形式多样、节约节俭、大方美观"的原则,科学设计沿线景观。