基坑开挖对运营盾构隧道变形影响及控制研究

以某邻近运营盾构隧道的基坑工程为背景依托,运用有限元软件ABAQUS,通过数值模拟和现场监测的手段,从基坑施工的全过程,对既有运营盾构隧道变形影响进行了分析,并提出了变形控制措施。研究结果表明,随着基坑的开挖,隧道结构会向基坑方向偏移,隧道主体结构的最大沉降及水平变形分别为为13.57 mm和6.71 mm,紧邻隧道侧围护桩的最大水平变形为16.85 mm,盾构隧道区间最大地表沉降为35.5 mm,各变形均小于城市轨道交通结构安全控制指标值。数值模拟结果与现场监测结果基本一致,验证了模拟的正确性。研究成果可为盾构隧道保护区内的基坑开挖引起隧道变形可能发生的危害做出预警,并提出相应的防治控制措施,为待建项目的安全设计和施工提供参考。     

基于MEMS传感器的隧道变形监测系统设计与试验研究

为了发挥微机电系统(MEMS)传感器的优势,实现对隧道断面变形的实时连续监测,提出一种基于MEMS传感器的隧道变形监测系统。在介绍系统基本监测原理的基础上,论述系统的总体结构设计、倾角传感器电路设计,以及隧道变形的计算方法和倾角传感器的倾角解算方法;并利用室内模型试验对所提出监测系统的准确性和稳定性进行试验测试。结果表明,提出的隧道变形监测系统可以对隧道变形进行有效监测,室内模型试验显示系统测量的误差在5%以下,具有较高的测量精度,满足隧道监测需求。     

支护结构对千枚板岩隧道围岩稳定性的影响研究

隧道支护结构对控制围岩变形、保障施工安全至关重要。为研究支护结构参数对围岩稳定性的影响,文中以九绵高速桂溪隧道为依托,使用midas GTS建立隧道模型,针对支护结构参数对千枚板岩隧道围岩稳定性影响进行研究,研究初期支护喷射混凝土厚度、锚杆尺寸、排距和环形间距,以及管棚支护布设范围和注浆厚度等支护参数。结果表明,在一定范围内,增加喷射混凝土厚度、提高锚杆长度、减小锚杆布设排距、减小锚杆环形间距、增大管棚支护施作范围,以及合理选择注浆厚度均能提高隧道围岩稳定性。     

不同桩基长度对隧道开挖地层变形影响试验研究

为了研究城市隧道沿线邻近既有桩基的情况下,不同桩基长度对隧道开挖导致地层变形规律,通过一个透明土物理模型试验并采用基于PIV技术的土体内部断层三维变形量测系统监测变形,得到了在不同桩基长度下,隧道施工过程中的地层变形规律。研究结果表明:随着桩基长度的增加,隧道开挖引起的隧道周围土体的变形区域先增大,然后减小,中长桩基的存在对隧道顶部土体竖向变形和水平变形均有遏制作用。     

高速公路花岗岩风化料改良土性能的试验研究

为研究全风化花岗岩用作新建郑石高速公路路基填料的适宜性,基于全风化花岗岩风化料的矿物成分、颗粒分析等工程性质的分析结果确定其不能直接作为路基填料。选用水泥材料进行改良,对不同掺量的混合料进行了无侧限抗压强度试验、压实试验及疲劳试验,确定对全风化花岗岩风化料进行改良所需最佳水泥掺量为5%,并得到相应的疲劳周期;现场试验路段沉降变形的检测结果表明,沉降符合高速公路路基设计要求。     

神座隧道大变形治理措施应用研究

为解决神座隧道初支的大变形问题,根据“以放为主,限量抵抗,抗放结合,多挖少支”的原则,提出了采用限阻耗能支护结构作为大变形治理方案：1)增大预留变形量;2)在钢拱架拱腰处设置限阻器;3)在初支背后预留一定空间填充柔性材料。旨在通过限阻器和柔性材料的压缩变形对支护结构进行让压控制,以释放围岩能量。治理结果表明：1)应用限阻耗能支护实现了结构“支得住”的目标,但由于预留变形量不足及隧道左侧偏压,出现了单侧部分初支侵限的情况;2)在后续施工控制中,需根据隧道不对称变形的特征对预留变形量、柔性材料填充厚度和限阻器的可压缩量、位置等进行针对性调整,保证二衬净空。     

3.0 L直列4缸柴油机双平衡轴的设计与优化

针对某型柴油机的双平衡轴组件在可靠性试验中出现断轴、齿轮崩齿故障,通过断口分析和理化检测,认为这与强度、刚度及铸铝轴座热变形有很大关系。因此,提出了相应的优化方案,从强度、疲劳和变形等方面对其进行计算分析。结果表明：柴油机平衡轴的设计应考虑温度载荷的影响;加大平衡轴的轴径和圆角,并在平衡轴的平衡块中间加高中间加强筋能明显加强平衡轴的强度和刚度,同时平衡轴座材料由铸铝材料改用铸铁材料能明显减少热 变形,有效解决平衡轴组件出现的断轴、崩齿故障。     

旁侧基坑开挖偏心卸载下盾构隧道横断面受力变形研究

为了研究基坑开挖导致旁侧既有盾构隧道产生偏心卸载而带来的不利影响,采用MIDAS/GTS NX软件建立精细化的三环盾构管片模型。基于修正惯用法计算的盾构衬砌环初始围压和Mindlin公式计算得到的基坑开挖卸载产生的附加围压,通过将总围压施加在盾构管片模型上,模拟计算得到盾构衬砌的横向变形和内力;采用椭圆度作为评价隧道安全状况的指标,研究基坑开挖偏心卸载对盾构隧道的影响规律。结果表明： 在基坑开挖偏心卸载过程中,衬砌结构会产生斜向“压扁”的效果,呈现“斜椭圆”变形;由于应力集中的原因,在管片与管片的接缝处应力较大,混凝土应力最大值处在邻接块与标准块之间;混凝土和螺栓的最大应力值会随着椭圆度的增大而增大;随着基坑围护结构位移增大,基坑侧壁应力释放系数β值逐渐增大,隧道的水平位移值也随之增大;在基坑开挖过程中要严格控制围护结构的位移量,以保证盾构隧道安全。     

铁路隧道软弱围岩大断面机械化施工经济性研究与分析

为分析铁路隧道软弱围岩大断面机械化施工经济性的影响因素,以及各因素的影响程度,依据郑万高铁软弱围岩大断面机械化施工和普通机械化施工（台阶法）2套设计图的工程量,结合现行铁路造价标准与部分软弱围岩大断面机械化配套工艺单价分析,编制3套概算方案从工程量优化和工艺工法变化2个方面进行对比研究。研究结果表明： 1）影响大断面机械化施工经济性的主要因素是超前加固; 2）Ⅳa、Ⅳb、Ⅴa级围岩大断面机械化施工较普通机械化施工延米概算指标分别增长了-9.41%、10.81%和6.24%; 3）Ⅳ、Ⅴ级围岩大断面机械化施工较普通机械化施工月进尺分别提高了9.33%和22.22%,体现出一定的综合经济性。     

穿越陡坎地形的偏压黄土隧道大变形时空特征研究

针对黄土隧道开挖这一施工领域中的难题,依托地坑院隧道,对隧道穿越沿线地质地形的施工风险进行分析,同时基于监控量测数据,对典型横断面和纵向段的初期支护变形规律进行研究,得出初期支护沿时空分布的变形特征。分析结果表明: 1)围岩变形持续时间长、变形速率大,有时具有突变性; 2)初期支护横断面收敛不均,纵向变形与断面距掌子面距离直接相关; 3)隧道变形受地形、地下水和施工的影响较大。根据现场围岩大变形规律针对性地制定相关控制措施,研究成果可为现场施工提供技术性指导。