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局部渗水条件下深埋盾构隧道松动土压力计算模型研究
深埋盾构隧道 松动土压力 局部渗水
2021/4/8
对于越江海或富水地区的深埋盾构隧道而言，长期使用过程中管片衬砌局部渗水的情况时有发生，但现有的松动土压力计算理论很少考虑局部渗水的影响。对此，以管片接缝渗水为背景，基于前人的研究进行了地层渗流场解析；以Terzaghi土拱效应分析模型为基础，考虑深埋盾构隧道的松动区形状特性和地层渗流效应，提出了局部渗水条件下深埋盾构隧道松动土压力计算模型，分析了关键参数对计算结果的影响，并与有限差分软件FLAC的...
为研究渗流情况下开挖面支护力变化规律及失稳破坏模式，开发一整套离心模型渗流试验装置。通过开展不同内摩擦角干土和不同水头压力饱和土的试验，研究了不同土质开挖面支护力变化规律和前方土体渐进破坏机理，分析了同一种土渗流力对开挖面支护力及失稳响应机制的影响。结果显示，随着开挖面后撤位移S的增大，开挖面支护力P分为迅速下降(S ＜ 1.5D %)、到达极限支护力Plim后缓慢回弹(1.5D %≤ S ≤ 3...
盾构隧道穿越断层破碎带开挖面稳定性研究
盾构隧道 开挖面稳定性 断层破碎带 破坏机理
2021/4/8
随着国内越江海隧道的快速发展，穿越断层破碎带盾构隧道开挖面稳定性的研究具有重要的理论价值和工程应用意义。文章考虑完整岩体与断层破碎带交界面的影响，改进既有楔形体棱柱体模型，建立考虑地质交界面的极限平衡分析预测模型。基于极限平衡理论推导得到盾构隧道开挖面极限支护压力表达式，研究盾构隧道掘进趋近完整岩体与断层破碎带交界面过程中的极限支护力和破坏体倾角的变化规律。结果表明：当盾构隧道开挖面距离交界面较...
考虑盾构隧道渗水的富水软弱 地层地表长期沉降计算研究
盾构隧道 地表长期沉降 富水软弱地层 隧道渗水
2021/4/7
富水软弱地层中盾构隧道渗水的情况时有发生，对盾构施工引起超孔隙水压力的消散造成影响。在地表长期沉降的计算中，隧道渗水的工况是不容忽视的。对此，以富水软弱地层盾构隧道渗水为背景，将超孔隙水压力的消散视为地下水向低水头位置和向隧道渗流共同作用的结果，在前人研究的基础上推导了长期沉降计算式。针对3个实际工程，采用提出的计算方法与不考虑隧道渗水的方法、实测结果进行对比，结果表明：对于黏土占比较高的地层，不...
中国西北地区盐渍土广泛分布，侵蚀性离子与喷射混凝土衬砌接触并向其内部扩散，经过一系列物理化学作用，形成高溶解性、膨胀性及无胶凝性侵蚀产物，破坏喷射混凝土微观结构，造成衬砌结构耐久性退化。采用干湿交替制度，模拟西北地区自然环境；以5%Na2SO4+5%MgSO4+3.5%NaCl(质量百分比)混合溶液为侵蚀介质，模拟盐渍土及其地下水中的离子组成及含量，开展复合盐侵蚀喷射混凝土耐久性试验，测试混凝土p...
考虑围岩强度劣化的隧道仰拱隆起变形分析
隧底结构 隆起变形 强度劣化 数值模拟
2021/4/9
针对高速铁路隧道底部结构隆起变形问题，基于强度劣化理论，给出了泥质沉积岩地层条件下围岩强度降低引起的底部结构隆起变形机理模型。将强度劣化理论应用于数值模拟计算，结果表明隧底部结构隆起变形量随着围岩黏聚力的降低而增大；模拟值与现场监测数据变形量中线最大值相差约16.1%，边线最大值相差约11.3%；底部结构隆起变形趋势大致相符。将现场实测值仰拱隆起变形量与模拟值进行比较，得出围岩黏聚力降低随时间变化...
根据对多条营运期岩溶隧道病害的调研，发现因碳酸盐类渗流结晶带来的排水系统堵塞问题已不容忽视，由此，从岩溶隧道结晶堵管、衬砌结构渗漏水等病害调研分析入手，通过对岩溶区隧道建设与营运过程中可能面临的灾害风险问题分析，对结晶堵管后可能诱发的衬砌结构安全性问题进行了探讨，指出岩溶区隧道突水、突泥、渗流结晶堵塞排水系统及岩溶水腐蚀等问题将可能是该类隧道建设及后期运营过程中面临的主要技术难题，而岩溶区隧道结晶...
复合式衬砌结构的优化设计是隧道工程技术的重要研究课题之一。衬砌厚度过大、配筋过密，不仅造成经济浪费，还可能导致衬砌容易开裂。依托蒙华铁路隧道工程，通过现场试验和理论分析的方法，研究衬砌厚度减薄的可行性。首先，基于衬砌截面极限承载力曲线的概念，提出以抗弯安全系数评价衬砌安全性的方法。其次，根据现场试验得到的衬砌截面内力监测值，揭示了衬砌厚度减薄前、后，截面内力的变化特征，得到减薄衬砌厚度，衬砌截面的...
利用2.5维有限元-边界元耦合方法，以饱和土场地中圆形隧道为例研究了地下隧道对场地地表地震动加速度的放大效应，主要讨论了地震波入射角的影响。假定地震波在基岩面三维斜入射，用水平入射角θh和竖向入射角θv两个角度来表示地震波的入射方向。研究表明，地震波斜入射时的场地地表地震动加速度放大系数显著大于地震波垂直入射情况，且地震波入射角对场地地表加速度反应谱的幅值、形状以及卓越频率也均有一定程度的影响，尤...
钢纤维补强能够极大提升混凝土结构物的耐久性能，非常适用于长寿命，高耐久性，并且供用环境腐蚀条件苛刻，磨耗严重的都市深层排水隧道衬砌混凝土。依据有关钢纤维补强混凝土结构的国际混凝土结构联合会制订的模型代码：fib model code 2010，以及欧洲的相关技术规范，结合伦敦的深层排水隧道：Lee Tunnel的具体工程实例，对如何应用钢纤维补强技术在盾构隧道衬砌混凝土管片，以及现场浇筑二次衬砌自...
随着我国城市轨道交通技术的发展与交通需求的日益提高，国内大中型城市对地铁建设的呼声愈来愈高，而联络通道作为地铁区间的必要结构，其修建难度与区间地质关系密切，一般需要配合冻结法等地层加固技术进行施工。红砂岩地层遇水后工程性质极差，采用冻结法修建联络通道时理论及经验尚不成熟。以兰州轨道交通1号线为例，对红砂岩地层内单管冻结温度场问题进行了研究，提出了改进的单管稳态冻结温度场计算公式，并结合数值模拟结果...
为了研究寒区裂隙冻岩隧道冻胀力并建立合理的计算模型，以川藏公路雀儿山隧道为工程依托，组合利用水压力计、土压力盒和多点铂电阻温度传感器进行冻胀力原位测试，考虑静水压力，提出了裂隙成环贯通原位冻胀时的隧道宏观冻胀力理论模型，并将计算结果与原位测试结果进行了比较分析。研究结果表明：现场原位测试方法考虑了岩-水-冰在冻结过程中随时间和温度的变化特征，避免了对裂隙岩石细观结构模型的讨论，方案合理且易于实施；...
近接隧道冻结对运营车站冻胀变形控制研究
冻结加固 运营车站 冻胀控制 物理模型试验
2021/4/9
为了研究不同冻胀控制方法下土体冻胀的发展规律，以上海某近接穿越既有车站的隧道冻结加固工程为原型，根据相似准则建立了冻土与车站结构相互作用的模型试验台，对隧道水平冻结过程进行模拟研究，探究调整冻结盐水温度以及泄压等方法下隧道冻结冻胀变化规律。研究结果表明，将冻结盐水温度从-28℃提升至-18℃后，隧道的积极冻结时间增长91%，但车站底板冻胀力减小了16.7%；三角区泄压后车站底板冻胀力减小了26.3...
深埋隧道岩爆是困扰TBM施工安全和进度的重要因素，为此微震监测系统逐渐引入TBM施工对岩爆进行监测预警。然而，TBM施工微震监测的工程案例还很少，其监测预报的准确性和适用性存在争议。以新疆ABH工程和陕西引汉济渭工程为依托，对岩爆微震监测预报的等级和位置进行现场跟踪验证和分析，将岩爆按风险高低划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个等级，给出了不同风险等级岩爆预测的准确率和适用性。结果表明：岩爆微震监测预报的准确率...