偏压隧道洞口段衬砌多裂缝扩展有限元分析

为降低大偏压隧道洞口段衬砌开裂风险,依托巴蕉箐公路隧道工程,对不同工况下偏压隧道衬砌裂缝扩展状态进行了分析,提出偏压隧道衬砌多裂缝扩展的可能,最终基于扩展有限元方法对不同偏压角度下隧道洞口段衬砌多裂缝扩展规律进行了分析。结果表明：随着偏压角度的增大,初始裂缝应力强度因子分布型式逐渐由扁平状转变为窄尖状,衬砌结构整体受力状态变差,易在隧道拱顶60°～90°范围内产生多条初始裂缝同时扩展,在75°位置处产生主裂缝;偏压隧道衬砌多裂缝扩展可分为应力最不利位置裂缝单独快速扩展阶段、主裂缝带动周边初始裂缝形成多裂缝同时扩展阶段和主裂缝逼近贯通衬砌破坏阶段;偏压对隧道衬砌裂缝扩展的影响显著,偏压角度越大,越易形成一条较深的主裂缝,造成衬砌结构破坏;在偏压条件下,主裂缝两侧60°～90°范围内裂缝扩展偏转率呈线性发展,说明在该范围内,离主裂缝越远,周边裂缝向主裂缝靠拢发展的趋势越大。     

山区高速公路隧道洞口边坡稳定性的数值模拟

山区高速公路在建设过程中,隧道洞口的开挖往往易造成古滑坡的复活或部分复活,并形成新的滑坡灾害。为了保证隧道进洞口施工的顺利进行,隧道洞口边坡的稳定性动态分析尤为重要。本文结合栗石沟隧道进洞口边坡工程实例,利用FLAC3D软件分别对该边坡在自然状况、坡脚开挖+坡面削坡2m以及坡脚开挖+坡面削坡2m+隧道开挖13m三种工况下的稳定性状况进行了数值模拟分析,并通过分析三种工况下的边坡稳定性系数、边坡剪应变增量变化及塑性区破坏情况,探讨了其剪应变的变化特点和塑性区破坏的规律,以验证边坡削坡卸载方案在隧道施工中的安全性和可靠性。     

岩溶隧道突涌水机制及安全临界条件研究

我国西南山区灰岩分布广泛、岩溶十分发育,隧道建设中经常遭遇突涌水事故.以楚大高速公路九顶山岩溶隧道为例,针对该岩溶隧道发生突涌水的断面(左幅ZK281+940),基于综合物探推测出的涌水体空间位置及规模形态,建立了概化计算模型,并采用非连续变形分析(DDA)方法对高压岩溶水作用下隧道顶板破坏、发生突涌水事故的过程进行了...     

基于隧道岩溶突涌水风险评价的线位比选研究——以宜涪铁路鹤峰-宣恩段为例

隧道岩溶突涌水风险是山区铁路选线阶段的重要考虑因素。以宜涪铁路鹤峰-宣恩段为例，在区域1∶1万岩溶水文地质调查的基础上，分析了该铁路段各线位方案相关的岩溶水系统特征，根据岩溶水系统特征与隧道工程的位置关系开展了隧道岩溶突涌水风险评价，并从隧道岩溶突涌水风险的影响因素出发，选取隧道穿越强岩溶含水层段占比、最大压力水头和累计最大涌水量3个定量指标，运用层次分析法和变系数法构建隧道岩溶突涌水风险综合评价指标体系，对该铁路段北、中、南3个线位方案进行了岩溶水文地质条件比选。结果表明：南线方案岩溶水文地质条件相对较好，隧道岩溶突涌水风险最低。     

山区隧道施工废水的水泥混凝处理研究

采用水泥混凝处理重庆山区某隧道施工废水。结果表明,随着水泥投加量的增加,出水pH显著升高,电导率则先减后增;水泥投加量1 g/L,沉降时间30min时,SS平均去除率93.92％,出水浓度68mg/L;最佳沉降时间控制在30～60min;SS去除率随着初始浓度提高而逐渐上升;废水总COD、TP主要由SS贡献,水泥去除效...     

复杂地质条件下特大断面隧道施工工法及其循环进尺参数的优化研究

针对高速铁路隧道建设地质条件复杂等特点,以发生坍塌情况下的某特大断面软岩隧道为研究对象,采用有限元数值模拟手段,对CD法和三台阶七步开挖法的施工工法及其循环进尺参数进行了优化研究,并与现场实测数据进行了对比分析与验证。结果表明:采用三台阶七步开挖法并优化其循环进尺参数后,隧道各施工步位移变形合理,可确保隧道施工安全;数值模拟结果与实测结果基本吻合,从而验证了数值模拟结果的可靠性。     

公路隧道信息化施工与计算机辅助决策系统研究

结合公路隧道建设实例,通过需求分析,提出了公路隧道信息化施工与计算机辅助决策系统的总体思路。利用数据库技术与软件工程技术,对此系统进行了详细设计,并开发了此软件系(Tunnel-CAS)。该软件系统集围岩类别智能判别、围岩应力分析与预测、围岩变形分析与预测和围岩支护结构安全性判别四大功能于一体,具有友好的用户界面。     

静电除尘技术在公路隧道空气净化中的应用

为了更好地改善公路隧道中的空气环境,减少对隧道周边环境的二次污染,需采用比通风技术稀释空气污染物更合理高效的空气净化手段。综合国内外公路隧道空气污染物治理技术的研究进展,结合国内外公路隧道中静电除尘技术的应用实例介绍了静电除尘器(ESP)用于隧道除尘的工作原理和工作过程。在实验模拟和应用实例中,ESP对粉尘颗粒(PM)的去除效率均可达90%以上除尘效率高并且除尘相对比较彻底。同时对ESP的布置方式进行了阐述,结合其它空气净化装置,提出了一种与ESP相配合的隧道空气污染物综合治理方案。实验表明,将隧道空气首先通过ESP除去PM后再对气态空气污染物如一氧化碳(CO)等进行吸附处理,CO等气态污染物的去除效率会大大提高。结合国际上现有的隧道空气净化技术成果,对中国公路隧道空气污染物治理技术的发展趋势进行了展望。     

基于膨胀及强度劣化效应的玉园隧道失稳机理研究

针对玉园隧道洞口段的变形失稳现象,采用现场调查、监控量测、室内试验和数值计算等方法,开展了玉园隧道变形失稳的机理研究。首先,隧道穿越黏土层的相关物理、力学及水理试验揭示,特殊的地形地貌、赋水条件、黏土的矿物组成及结构形式不但导致隧道围岩的吸水能力较强,呈中等膨胀性,而且降雨增湿条件下隧道围岩含水率增大导致其抗剪强度显著减弱,黏土的以上特征是隧道变形失稳的内在原因;其次,基于有限差分软件FLAC^3D及编制的FISH程序,应用温度场模型完成了降雨过程中非饱和膨胀土的湿度场计算,实现了降雨增湿过程中考虑围岩膨胀及强度劣化效应的隧道支护结构动态响应特征的数值计算,不但揭示了隧道洞口段施工过程中发生的地裂缝、地表塌陷、洞内大变形及坍塌等失稳现象的成因,而且得到隧道支护结构位移及应力随围岩含水率的变化规律,故强降雨是隧道变形失稳的“导火索”。其相关的研究方法及成果可供类似工程借鉴。     

隧道口紧急救援站主洞与平导隧道协同送风方案研究

以某隧道口紧急救援站为实际工程背景,提出一种适用于隧道口紧急救援站的隧道主洞与平导隧道协同送风方案,利用FDS数值模拟软件对隧道主洞和平导隧道不同协同送风条件下隧道主洞洞口处和平导隧道内横通道各防护门处防烟风速的变化规律进行数值模拟研究,并确定了隧道主洞与平导隧道协同送风的最优防烟通风方案。结果表明：随着距平导隧道洞口的距离由160 m减小至20 m,横通道各防护门处防烟有效风量之和与射流风机送风量的比例由1.85增大至2.21;当平导隧道内射流风机集中送风量大于或等于29.9 m³/s,射流风机距邻近横通道的距离大于或等于140 m时,6处疏散通道防护门处防烟风速均大于2 m/s;确定了射流风机距邻近横通道的距离为140 m、平导隧道内射流风机送风量为29.9 m³/s、隧道主洞送风风速为2 m/s是隧道主洞与平导隧道协同送风的最优防烟通风方案。     

基于概率统计方法确定水下盾构隧道结构健康监测安全预警值

在水下盾构隧道结构健康监测系统中,如何确定各监测指标的合理安全预警值是实现隧道运营期结构安全状况科学评价和预警的基础。针对此问题,提出一种基于概率统计方法确定水下盾构隧道结构健康监测安全预警值的方法。介绍了监测数据概率统计分析的基本原理、正态分布的偏度-峰度检验法以及随机变量概率密度函数的多项式拟合法,并将其应用于某水下盾构隧道结构健康监测系统中,基于系统中某监测断面10支传感器一年期的监测数据,确定了相应监测指标的预警值。最终得到的预警结果与隧道的实际运营状况基本相符,证明基于概率统计方法确定水下盾构隧道结构健康监测安全预警值是一种行之有效的方法。     

基于尖点突变理论的隧道工程压力锚杆稳定性研究

以压力锚杆为研究对象,针对隧道工程压力锚杆支护的复杂性建立力学模型,利用突变理论的基本公式推导出压力锚杆几何失稳的尖点突变模型,通过工程实例验算与实测对比的方式对推导出的尖点突变模型进行验证。研究结果表明:利用突变理论的尖点突变模型分析隧道压力锚杆稳定性可行;锚杆注浆固化形成一定的连续承载拱圈的同时水平力Q协助发挥锚杆的剩余强度,且越靠近锚杆中点作用效果越显著。可反馈指导隧道建设中压力锚杆布设长度、注浆位置、加固深度、锚杆应力及为现场监测点位置提供理论依据。     

公路隧道内车辆行驶工况的试验研究

在北京市谭峪沟隧道内汽车行驶工况调查的基础上,采用以二维直方统计为核心的随机工况统计方法,对公路隧道内车辆实际行驶状态作了比较全面的分析,为合理地确定我国公路汽车排放因素,进而确定隧道内空气污染控制方针提供科学依据.      

基坑开挖影响下下卧盾构隧道变形及控制措施研究

近年来地铁建设不断加快,在地铁隧道上方施工已成常态。为研究基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,评价不同变形控制措施的实际控制效果,以武汉市轨道交通6号线琴台变电站地下电缆通道工程为例,采用两阶段法计算了基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,同时采用数值模拟方法对无加固、压力注浆加固、水泥土搅拌桩加固和压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施4种工况下下卧隧道的隆起变形值进行了数值模拟计算,并将数值模拟结果与实际工程监测数据进行了对比分析。结果表明:对于初步预测基坑开挖引起下卧盾构隧道的隆起变形,该理论计算方法可靠、实用;压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施使下卧盾构隧道的隆起变形和横断面收敛变形值分别减小至2.3 mm和0.35 mm,控制效果良好,具有一定的实际推广意义,可为类似工程提供参考。     

湖北省十白公路阳南沟隧道进口边坡防护方案论证

边坡防护方案的合理有效是确保边坡治理及边坡长期稳定的关键,分析评价边坡防护方案具有重要的工程意义。采用极限平衡方法对湖北省十堰至白河公路阳南沟隧道进口边坡的稳定性进行了分析与评价,提出了整体加固和局部加固的综合防护方案,并采用有限单元方法对边坡防护方案进行模拟分析与评价,评估防护方案的合理性和有效性。结果表明:采取抗滑桩整体加固措施能保证边坡整体稳定,可有效地控制边坡的整体变形,减小边坡变形对阳南沟隧道大桥桥墩的影响,而采取抗滑挡墙能有效地控制边坡的局部稳定;整体加固和局部加固的边坡综合防护方案是合理的,可有效地确保阳南沟隧道进口边坡在施工和运营期间的长期稳定。该研究可为类似地区边坡的防护工程设计提供参考。     

铁路隧道洞口绿色施工理念研究

为了降低铁路隧道洞口施工对环境的破坏,研究铁路隧道洞口绿色施工理念,从勘察设计、施工控制以及现场管理等多角度进行施工管理,改善施工技术,倡导绿色施工理念,降低隧道施工对环境的破坏性。从减少场地干扰、尊重施工场地的环境;合理安排施工顺序,优化施工方法,提高施工效率;优化施工技术,制定施工管理计划,减少环境污染几个方面出发,形成绿色施工理念。综合各种绿色施工理念,结合科技创新和技术创新,减少资源的消耗,节约能源,确保施工绿色环保无污染。     

新建隧道近接上穿对既有盾构隧道纵向变形的影响

新建隧道近接上穿将诱发下卧盾构隧道隆起变形,预测既有盾构隧道位移发展对近接上穿施工控制和既有盾构隧道保护具有重要意义。基于两阶段法,提出新建隧道近接上穿引发既有盾构隧道纵向位移解析解;通过可考虑环间接头弱化的非连续盾构隧道模型模拟既有盾构隧道,采用Riftin地基考虑盾构隧道-土层相互作用,同时通过Mindlin经典解得到新建隧道开挖卸载应力,并作用于既有盾构隧道之上,建立新建隧道上穿作用下既有盾构隧道纵向变形解答;通过将杭州圆形顶管隧道上穿既有地铁1号线、上海地铁8号线隧道上穿既有地铁2号线两个工程案例实测值与本文方法和常用Euler-Bernoulli(EB)等效连续梁模型计算结果进行对比,验证本文方法的合理性。研究结果表明：本文方法和EB连续梁模型预测的隧道纵向位移均接近实测值;本文方法预测的隧道弯矩和接头张开量均大于EB连续梁模型;但EB等效连续梁模型预测的纵向位移曲线整体呈现为光滑连续,而本文方法预测的位移曲线是由一系列短直线连接而成,在接头处存在“尖点”。     

公路隧道空气质量与能见度相关性试验研究

公路隧道由于纵横比大、空间受限,加之在运营过程中车流结构复杂、车流量大,导致隧道空气质量差,造成能见度降低影响行车安全。因此本文采用室内试验的方法,研究了隧道空气质量与能见度的相关性。得出以下结论：公路隧道能见度的影响因子主要为细粒子(PM_2.5、PM₁₀)和相对湿度,且在不同相对湿度区间,均使用PM_2.5的数据与能见度建立基于指数函数的回归模型具有更好的相关性,基于此构建了隧道空气质量与能见度的相关模型,提出了一种运用隧道空气质量来定量计算能见度的方法。     

垂直防渗在现代卫生填埋场中的应用

首先对现代卫生填埋场几种常见垂直防渗型式进行介绍和比较,针对新规范中防渗墙厚度计算方法存在的问题,提出防渗墙厚度的合理选取,通过山谷型和平原型两个填埋场工程实例反思垂直防渗墙型式的合理选择,对存在一定覆盖层厚度的山谷型填埋场,建议采用旋喷桩加桩底后注浆型式进行防渗,对粉土或砂性土地基的平原型填埋场建议采用水泥搅拌桩进行防渗。     

隧洞工程地质勘察岩土试验指标分析

伴随着山区不断的发展,需要新建更多的高等级公路,而面对山区地质环境的特殊情况,就需要选择合理的工程地质勘察方法,全面勘察山区公路隧道的工程地质条件,这样才能保证设计、施工安全。本文主要就是探索分析隧洞工程地质岩土勘察试验指标。