不同工法下爆破振动对既有隧道的影响分析

由于新建隧道与既有隧道之间的间距较小,新建隧道爆破施工时,易导致既有隧道出现衬砌开裂、剥落等危及行车安全的现象.本文从爆破施工的特点入手,应用数值模拟方法,对分别采用上下台阶法和单侧壁导洞法时,爆破施工对既有连拱隧道产生的振速及应力问题进行了研究.结果表明:在相同条件下,单侧壁导洞法爆破对既有双连拱隧道的影响要小于上下台阶法.     

UV/PS降解阿特拉津机理及动力学分析

为了解决阿特拉津(atrazine,ATZ)对水体污染问题,采用紫外/过二硫酸盐(ultraviolet/peroxodisulfate,UV/PS)降解水体中的ATZ,考察了不同pH值、UV强度、PS浓度、温度条件下UV/PS对ATZ的降解效果,同时对其降解机理、降解动力学及降解路径进行了探讨.机理分析表明,UV可使ATZ发生光解,UV/PS能快速降解水体中ATZ,中性偏碱性条件下UV/PS体系中同时存在SO4-·和·OH.动力学分析表明,不同温度、pH值、PS浓度、UV强度条件下UV/PS降解ATZ动力学符合准一级反应动力学.降解路径分析表明,ATZ主要通过脱氯、加羟基、脱乙基、脱异丙基等方式被降解,几种降解方式并不孤立,但三嗪环并未开环降解.试验结果表明,反应体系温度为25℃,PS浓度为70μmol/L,UV强度为50 mW/cm~2,反应体系初始pH为5.8,反应时间为20 min时,UV/PS体系对2.5μmol/L ATZ的降解率可达91.03%.     

不同倾角断层对隧洞围岩稳定性影响北大核心

目前工程中隧洞受断层影响的案例越来越多,而断层与隧洞位置关系复杂,为了探讨断层位置对隧洞围岩稳定性的影响规律,本文以某圆形水工引水隧洞为工程背景,采用FLAC3D软件,用接触面单元模拟断层,探讨两种走向(平行断层和正交断层)下不同倾角断层对隧道围岩稳定性的影响。计算结果表明,在平行断层中,当断层倾角较小时,产生的塑性区较广,对洞顶围岩影响较大;当断层倾角较大时,对隧洞腰部围岩影响较大,会产生与无断层时相反的水平位移。在正交断层中,隧洞与断层相交段围岩稳定性较低;当断层倾角越小时,洞顶处与隧洞腰部处产生的位移越大,围岩稳定性越低;塑性区则随着断层倾角增大而增加,当断层倾角增大到一定值时,洞顶处与隧洞腰部处位移与无断层时位移相比,突变率较大,设计施工时应引起注意。     

裂隙岩体中渗流作用对隧道围岩稳定性的影响分析

隧道穿越节理裂隙发育地质环境时，水压力以及节理裂隙发育程度会对开挖后围岩的稳定性产生影响。以某隧道为工程背景，运用离散元理论，考虑流固耦合作用，分析了水位高度和节理法向刚度对隧道开挖后洞周位移收敛、围岩剪应力及塑性区、支护结构受力的影响。计算结果表明:在一定范围内，水位高度和节理法向刚度越大，围岩塑性区的范围越小，衬砌结构受到的内力越小，隧道越安全。     

近场脉冲地震作用下穿越断层带隧道地震响应

在地震动峰值、速度脉冲及结构的地震响应等方面,近场地震动常表现出和远场地震动不同的特性。依据地震动破坏势从NGA-West2地震动库中选出2条近场脉冲型地震动,并与2条远场地震动进行对比分析,从而得到其频谱特性,即近场脉冲型地震波具有较明显的速度幅值,PGV与PGA比值及PGD与PGA比值较大,速度敏感区位于长周期段等特点。结合都汶高速公路龙洞子隧道工程,建立穿越断层带的隧道结构三维有限元模型,并以横断面方向分别输入近、远场地震波进行计算,研究近场脉冲型地震作用下穿越断层带隧道结构地震响应特性。结果表明：在近场脉冲型地震动作用下隧道的等效应变峰值较远场地震动大,并且在速度脉冲特性更显著的集集地震波作用下的应变峰值更大;与远离断层处相比,在断层面附近隧道横断面的等效应变峰值分布规律发生了变化,其横截面等效应变峰值最大处由拱脚变为拱顶,且在4种地震波作用下拱顶处结构的等效应变均超过了混凝土的峰值应变,进入破坏阶段;断层带内的隧道地震响应明显强于围岩条件较好的地层中的隧道,而断层带与较好围岩交界面附近的隧道地震响应更为剧烈,应变峰值随距断层距离的增大而迅速衰减。所得数值模拟结果与实际震害现象一致,可以为近场脉冲型地震动作用下穿越断层隧道的抗震设防提供参考。     

隧洞开挖后渗流量影响因素分析

当隧洞穿越高富水地质环境时,在开挖过程中容易产生渗水现象,从而给隧洞的开挖和支护带来不利影响。本文以木里水电工程输水隧洞为例,用离散单元模拟围岩及节理,采用UDEC软件进行数值分析,研究节理倾角、节理间距和洞室埋深对隧洞开挖后渗流量的影响,并对隧洞开挖前后孔隙水压力进行了分析。研究结果表明:在单组平行节理条件下,节理倾角、节理间距和洞室埋深对隧洞开挖后的渗流量都有较大影响;当节理倾角较小时,隧洞洞周渗流受节理倾角的影响不是很明显,当节理倾角超过30°时,洞周渗流量随节理倾角的增加而增加;当节理间距较小时,隧洞洞周渗流量随节理间距的增加呈近似线性增加,当节理间距超过1.5 m时,洞周渗流量基本保持不变;随着洞室埋深的不断增加,隧洞洞周渗流量也增加,当隧洞埋深达到一定值后,洞周渗流量增大的趋势变缓;节理倾角、节理间距及洞室埋深均通过改变开挖前后孔隙水压力差值影响隧洞渗流。     

不同倾角断层对隧洞围岩稳定性影响

目前工程中隧洞受断层影响的案例越来越多,而断层与隧洞位置关系复杂,为了探讨断层位置对隧洞围岩稳定性的影响规律,本文以某圆形水工引水隧洞为工程背景,采用FLAC3D软件,用接触面单元模拟断层,探讨两种走向(平行断层和正交断层)下不同倾角断层对隧道围岩稳定性的影响.计算结果表明,在平行断层中,当断层倾角较小时,产生的塑性区较广,对洞顶围岩影响较大;当断层倾角较大时,对隧洞腰部围岩影响较大,会产生与无断层时相反的水平位移.在正交断层中,隧洞与断层相交段围岩稳定性较低;当断层倾角越小时,洞顶处与隧洞腰部处产生的位移越大,围岩稳定性越低;塑性区则随着断层倾角增大而增加,当断层倾角增大到一定值时,洞顶处与隧洞腰部处位移与无断层时位移相比,突变率较大,设计施工时应引起注意.     

盾构隧道联络横通道的振动台试验与数值模拟

联络横通道与隧道主体形成的空间交叉结构是隧道抗震的薄弱环节. 为探讨联络横通道采用刚、柔两种连接形式时对盾构隧道地震响应的影响,以相似理论为基础,通过室内土工试验确定了振动台试验中地层和结构相似模型的材料参数及配比,分别建立了振动台试验结构模型和数值分析模型;将第1组试验得到的地层卓越频率15.0 Hz作为其余试验工况和数值计算中地震动频率的输入依据,通过试验和数值计算相结合分析的方法对主隧道与联络横通道的地震响应规律进行了研究. 研究结果表明:结构与相同深度位置地层的加速度响应变化规律基本相同,离地面越近,地层加速度的放大效应越明显;联络横通道采用刚性连接时,其最大应变反应出现在结构的拱顶和两侧拱脚处,而采用柔性连接可较好的降低结构各处的应变反应,且输入地震峰值加速度越大其减弱效果越明显;主隧道横断面上,靠近联络横通道连接处的位置易受其影响而产生应力突变,采用刚性连接时,其受到的影响更大;振动台试验与数值结果规律基本一致,采用刚性连接时,联络横通道对主隧道纵向的影响范围约为3.0倍联络横通道宽度,而采用柔性连接时其影响范围则减小至1.5～2.0倍.