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高山峡谷地区隧道洞口适宜性评价与应用研究 被引量:1
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作者 刘伟 许广春 +1 位作者 石崎材 宋树宝 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第3期60-64,74,共6页
研究目的:青藏高原高山峡谷地区隧道洞口选址面临着极为复杂的地质和环境挑战,需规避不良地质灾害和洪水位,选择围岩稳定的位置,并考虑施工难度,以降低工程风险及成本。本文基于现场地质勘察、无人机测绘等综合勘察技术,结合模糊综合评... 研究目的:青藏高原高山峡谷地区隧道洞口选址面临着极为复杂的地质和环境挑战,需规避不良地质灾害和洪水位,选择围岩稳定的位置,并考虑施工难度,以降低工程风险及成本。本文基于现场地质勘察、无人机测绘等综合勘察技术,结合模糊综合评判法和修正灰色聚类分析法构建隧道洞口选址综合评价方法,利用量化评价方法为隧道洞口的选址提供科学依据。研究结论:(1)考虑岩性、坡度、坡面走向、高程、与山脊线距离、仰坡危岩体规模、与断层距离、与现有公路距离、与对岸相应位置间最短距离9个指标建立评价体系;(2)结合现场地质勘察、专家系统和洞口适宜性定量评价建立隧道洞口选址综合评价方法;(3)相较于单一方法,综合考虑模糊综合评判法和修正灰色聚类分析法的隧道洞口选址评价方法更能反映实际工程特征,提出切实可行的洞口选址建议;(4)本研究成果可应用于山区公路隧道建设。 展开更多
关键词 隧道洞口选址 适宜性评价 模糊综合评判法 修正灰色聚类分析法
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局部浸水黄土隧道洞口段动力响应试验研究
2
作者 曹小平 王少雄 +1 位作者 王建华 王治霖 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第7期61-65,103,共6页
研究目的:黄土隧道洞口段往往处于浅埋状态,在降雨或灌溉入渗叠加地震动荷载时更加容易发生破坏。为了研究局部浸水条件下黄土隧道洞口段在地震作用下的动力响应及衬砌结构的变形与受力特征,设计并完成黄土隧道洞口段大型模型并进行振... 研究目的:黄土隧道洞口段往往处于浅埋状态,在降雨或灌溉入渗叠加地震动荷载时更加容易发生破坏。为了研究局部浸水条件下黄土隧道洞口段在地震作用下的动力响应及衬砌结构的变形与受力特征,设计并完成黄土隧道洞口段大型模型并进行振动台模拟试验,得到在高强度地震作用下衬砌不同断面处的应变和洞口处的加速度响应,以及不同地震动幅值下的破坏特征。研究结论:(1)隧道各测点应变峰值随着地震波幅值增加不断增大,当地震强度增加,拱肩部位浸水时隧道拱肩应变响应较大;拱脚部位浸水时,仰拱及拱脚的应变响应较大;(2)当输入地震动加速度幅值为0.3g~0.4g时,仰拱测点PGA放大系数达到峰值,当输入地震的加速度幅值超过0.6g时,隧道拱顶测点PGA放大系数显著减小,隧道周围拱肩局部区域土体的承载力降低,围岩塑性变形发展迅速,进入加速破坏阶段;(3)两种浸水工况下隧道仰拱纵向方向全段都有不同程度的贯通裂缝,拱肩、拱脚等部位也产生裂缝,损伤严重,因此黄土隧道洞口段应当加强抗震设防;(4)该研究成果可为黄土隧道洞口段的抗震设防提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 黄土隧道 局部浸水 模型试验 动力响应
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考虑随钻参数的隧道围岩智能分级预测模型
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作者 林志 吴逸飞 +3 位作者 杨滢 瞿培栋 苟小英 罗伟 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第15期6510-6519,共10页
围岩分级是隧道工程建设中的核心要素。随着中国机械化和智能化建造技术的迅速发展,基于随钻参数的围岩智能分级方法已成为推动隧道智能化机械施工的关键保障。尤其在西部山区,由于地形复杂、施工难度大,再加上山区隧道机械化施工经验不... 围岩分级是隧道工程建设中的核心要素。随着中国机械化和智能化建造技术的迅速发展,基于随钻参数的围岩智能分级方法已成为推动隧道智能化机械施工的关键保障。尤其在西部山区,由于地形复杂、施工难度大,再加上山区隧道机械化施工经验不足,且现有智能围岩分级方法实用性有限,机械化建造对提升工程质量和有效控制施工风险至关重要。提出一种基于随钻测量参数的智能隧道围岩分级预测方法。以多条特长隧道为研究对象,采集现场随钻参数并进行围岩力学性能测试,构建随钻参数样本库,并通过支持向量回归(support vector regression,SVR)和粒子群优化-反向传播(particle swarm optimization-back propagation,PSO-BP)智能算法构建围岩智能分级预测模型。研究表明,随钻参数与围岩分级指标的相关系数绝对值|r_(s)|>0.6,显示出显著相关性,其中扭矩和旋转速度与围岩分级指标的相关性最强。使用数据清洗工具建立了包含574份理想样本的标准化参数指标数据库。对比分析智能算法的预测精度,结果表明PSO-BP预测模型的表现最佳。经瞬变电磁(transient electromagnetic,TEM)和隧道地震(tunnel seismic prediction,TSP)超前地质预报验证,基于PSO-BP神经网络的围岩智能分级预测模型能够准确预测围岩分级,为隧道机械化开挖提供可靠的分级支持。 展开更多
关键词 围岩分级 随钻参数 相关性 机器学习 PSO-BP预测模型
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基于弯矩传递足尺试验的大直径地铁盾构隧道承插式管片环间传力性能研究 被引量:1
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作者 胡秋斌 师一鸣 +2 位作者 曹伟飚 李文勇 柳献 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第4期161-164,171,共5页
[目的]采用双排连接件的大直径盾构隧道接头力学性能及环间传力性能更为复杂,故有必要针对采用双排快速连接件的错缝拼装承插式管片,开展管片弯矩传递足尺试验,对新型接头在大直径盾构隧道中力学性能开展研究。[方法]基于某大直径盾构... [目的]采用双排连接件的大直径盾构隧道接头力学性能及环间传力性能更为复杂,故有必要针对采用双排快速连接件的错缝拼装承插式管片,开展管片弯矩传递足尺试验,对新型接头在大直径盾构隧道中力学性能开展研究。[方法]基于某大直径盾构隧道工程,开展了大盾构隧道承插式管片弯矩传递足尺试验,研究了双排布置快速连接件接头的管片环间传力性能,得到了弯矩传递系数等重要设计参数,分析了新型接头受力性能发展规律,探究了新型接头隧道纵向传力机理并开展影响因素分析。[结果及结论]采用新型接头的管片弯矩传递效应较好,错缝拼装方式纵缝接头转角刚度有所提高,充分发挥了管片本体的承载能力;随外荷载的增大,弯矩传递效应不断变化,弯矩传递系数是一个随外荷载不断变化的值;隧道纵向力增大,弯矩传递效应有所加强,纵向力对弯矩传递系数影响规律基本呈线性正相关关系。随隧道纵向力不断增大,纵缝接头转角刚度呈增大趋势,转角刚度与纵向力基本呈线性正相关关系。 展开更多
关键词 地铁 大直径盾构隧道 管片接头 新型连接件 弯矩传递 转角刚度
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两类计算模型下浅埋软土地铁隧道下穿城市道路关键影响参数匹配性分析 被引量:1
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作者 刘聪 罗震 +2 位作者 杨帆 徐世祥 龚志彪 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第4期1676-1687,共12页
为探讨车辆荷载下浅埋软土暗挖通道合理的衬砌断面厚度,采用荷载-结构法和地层-结构法分别建立二维有限元模型,量化了不同埋深、车辆荷载以及衬砌厚度下地铁暗挖通道的受力特性及安全系数。结果表明:无论有无车辆荷载,隧道弯矩最大值均... 为探讨车辆荷载下浅埋软土暗挖通道合理的衬砌断面厚度,采用荷载-结构法和地层-结构法分别建立二维有限元模型,量化了不同埋深、车辆荷载以及衬砌厚度下地铁暗挖通道的受力特性及安全系数。结果表明:无论有无车辆荷载,隧道弯矩最大值均位于的拱脚或拱肩处,安全系数最小值则位于拱顶。按原设计配筋,无论是否有车辆荷载,安全系数随埋深增大而减小,随二次衬砌厚度增大而增大。浅埋工况下,荷载-结构法计算的安全系数均比地层-结构法计算的安全系数小。荷载-结构法计算结果表明:在车辆荷载与围岩压力下,二次衬砌厚依次为60、90、100 cm时,埋深分别不超过8、12、14.6 m时满足规范安全系数要求;地层-结构法计算结果表明:在车辆荷载与围岩压力下,二次衬砌厚依次为60、80、100 cm时,其埋深分别不超过12、15.5、19 m能满足规范安全系数要求。 展开更多
关键词 地铁隧道 二次衬砌 车辆荷载 安全系数
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超埋深高铁隧道煤层防突出揭煤方案研究
6
作者 杨昌宇 唐国荣 +6 位作者 袁勋 吴华 谢毅 喻渝 邸成 朱勇 郑杰元 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第10期182-191,共10页
煤与瓦斯突出是深部煤层和隧道掘进过程中最具破坏性的动力灾害之一,基于渝昆高铁昭通隧道2号横洞工区埋深超900m、高地应力环境、大变形、多层透气性极差的工程现状,为解决隧道段煤层煤与瓦斯突出防突节煤问题,对比分析平导掌子面一次... 煤与瓦斯突出是深部煤层和隧道掘进过程中最具破坏性的动力灾害之一,基于渝昆高铁昭通隧道2号横洞工区埋深超900m、高地应力环境、大变形、多层透气性极差的工程现状,为解决隧道段煤层煤与瓦斯突出防突节煤问题,对比分析平导掌子面一次防突、平导掌子面两次防突和增设高低位钻场等方案的防突效果,并研究多种冲孔增透技术的适用性和技术特征,确定渝昆高铁昭通隧道2号横洞工区“防突增透+水力冲孔+瓦斯抽放”一体化揭煤技术方案。现场试验结果表明:(1)增设高低位钻场方案最优,相比平导掌子一次防突方案,最长钻孔从125 m缩短至50 m(减少60%),总钻孔量从34 161降至19 250(减少43.6%);(2)水力冲孔水压与进水量呈显著正相关,22 MPa时试验孔平均进水量较10 MPa提升56.25%,且20 MPa为最优冲孔压力,此时煤体透气性增至原7倍,瓦斯衰减系数降至原1/3;(3)“分区域分阶段”防突工序可精准控制无突出危险范围,搭配13~18 kPa瓦斯抽采负压,抽采浓度提升2.3倍,单孔抽采效率提升2倍以上;(4)总结形成“三软”地层水力冲孔增透抽采工艺,适配超埋深隧道成套装备需求。本研究可有效解决超埋深高铁隧道低透气性粉煤防突难题,为超埋深高铁隧道安全施工提供技术支撑。 展开更多
关键词 超埋深高铁隧道 防突揭煤 高低位钻场 水力冲孔 煤层增透
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穿越断层破碎带隧道变刚度衬砌振动台试验研究
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作者 申玉生 张熙 +4 位作者 常铭宇 潘笑海 粟威 陶伟明 赵何霖 《土木工程学报》 北大核心 2025年第8期101-114,共14页
依托我国西部地区穿越大型活动断裂带隧道工程,基于“引”和“让”的抗震理念设计穿越断层隧道变刚度衬砌结构,实现结构诱导变形、减小地震损伤范围的目的,并开展穿越断层破碎带隧道变刚度衬砌振动台试验进行验证。在水平剪切地震动激励... 依托我国西部地区穿越大型活动断裂带隧道工程,基于“引”和“让”的抗震理念设计穿越断层隧道变刚度衬砌结构,实现结构诱导变形、减小地震损伤范围的目的,并开展穿越断层破碎带隧道变刚度衬砌振动台试验进行验证。在水平剪切地震动激励下,根据隧道结构的加速度、接触应力、应变响应特征,以及隧道结构整体、局部连接处震害形态,探究强震作用下变刚度衬砌节段的损伤特征和减震抗错性能。研究结果表明:小于0.2g地震动时隧道结构沿轴向加速度放大系数呈断层破碎带中部大、交界面附近小的特点,地震动大于0.2g时分布形式则相反;边际谱幅值放大系数小于1时,表明隧道结构能量耗散、产生损伤,0.2g地震动后断层破碎带内隧道仰拱局部出现损伤,0.8g地震动后上盘与断层交界面隧道边际谱幅值放大系数降至0.3,结构损伤最为严重;交界面附近围岩-衬砌接触应力峰值小于上、下盘,但围岩发生塑性破坏的时机更早;破碎带内隧道仰拱损伤早于上、下盘,但损伤程度更轻;断层交界面附近衬砌开裂、错断最严重,需重点加强抗震设计;断层破碎带中部及上、下盘距交界面较远处由于衬砌变刚度结构和柔性接头的减震、诱导变形功能,震后隧道结构损伤程度较轻、范围较小。文中结论可为高烈度地震区隧道工程抗震与减震设计提供一定的参考依据。 展开更多
关键词 隧道工程 断层破碎带 变刚度衬砌 柔性接头 幅值放大系数 振动台试验
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考虑支护刚度的隧道形变压力计算方法探讨
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作者 胡炜 王志龙 +2 位作者 喻渝 谭信荣 张涛 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第10期159-166,共8页
形变压力作为支护与围岩共同变形中产生的接触压力,与支护结构刚度密切相关。为明确支护刚度与形变压力的关系,采用统计回归方法对深埋隧道形变压力现场实测数据进行分析,研究支护刚度对形变压力的影响规律,并采用多因素分析方法,研究... 形变压力作为支护与围岩共同变形中产生的接触压力,与支护结构刚度密切相关。为明确支护刚度与形变压力的关系,采用统计回归方法对深埋隧道形变压力现场实测数据进行分析,研究支护刚度对形变压力的影响规律,并采用多因素分析方法,研究考虑支护刚度等因素的一般深埋隧道形变压力计算方法。研究表明:支护刚度与隧道跨度、断面形状、支护结构弹性模量、厚度相关,在形变压力实测数据对应的隧道断面形状变化不大的前提下,可采用喷混(含钢架)截面抗弯刚度表征支护刚度;形变压力与喷混(含钢架)截面抗弯刚度、围岩级别及隧道跨度正相关,截面抗弯刚度和围岩级别采用指数函数、隧道跨度采用线性函数进行形变压力公式拟合的相关系数最高;采用提出的形变压力计算公式得到的围岩形变压力值低于现行隧道规范松动压力公式计算得到的压力值;基于形变压力样本数据特征,建立的形变压力计算方法主要适用于隧道跨度为12.0~15.2 m、喷混(含钢架)截面抗弯刚度为(0.02~5.00)×10^(7) N·m^(2)的一般围岩条件下的深埋双线隧道,研究结论可为深埋隧道围岩形变压力的进一步研究提供参考。 展开更多
关键词 铁路隧道 形变压力 统计回归 支护刚度 计算方法 深埋隧道
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穿越软弱破碎带隧道稳定性分析
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作者 包龙生 王选晗 +2 位作者 刘衎 刘博 赵国庆 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期523-532,共10页
研究不同产状因素软弱破碎带下隧道施工时围岩的变形规律、受力情况及稳定性,为该类隧道工程提供数据支撑和参考。利用Midas GTS NX有限元软件,根据不同的软弱破碎带产状因素(倾向、走向、宽度)建立多种数值模型,研究不同产状软弱破碎... 研究不同产状因素软弱破碎带下隧道施工时围岩的变形规律、受力情况及稳定性,为该类隧道工程提供数据支撑和参考。利用Midas GTS NX有限元软件,根据不同的软弱破碎带产状因素(倾向、走向、宽度)建立多种数值模型,研究不同产状软弱破碎带作用下施工时隧道结构的变形规律。不同产状因素的软弱破碎带作用下,围岩竖向、水平位移均呈现出先增大后减小的趋势,位移在破碎带中心达到最大值,并逐渐向两侧减小,整体呈“正态分布”,位移突变量基本是破碎带宽度的2~3倍。保持隧道行进方向与软弱破碎带正交,可有效提升隧道结构稳定性,同一监测断面的各个测点接触压力由大至小依次为拱脚、边墙、拱肩、拱顶、仰拱,可见拱脚至边墙区域为支护结构的薄弱部位。 展开更多
关键词 软弱破碎带 隧道稳定性 数值模拟 倾向 走向 宽度
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内外水压作用下圆形水工隧洞衬砌受力分析的解析方法
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作者 刘宜杰 黄本胜 +3 位作者 袁明道 黄锦林 祝二浩 谭彩 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第4期749-757,共9页
为量化隧洞开挖引起的围岩压力、输水运行中的内外水压在围岩-衬砌结构中的传递和分配,采用复变函数方法建立一种地层-结构计算模型。将作用于圆环衬砌上的内外水压简化为径向均布荷载,并基于围岩-衬砌完全接触边界条件,即应力连续和位... 为量化隧洞开挖引起的围岩压力、输水运行中的内外水压在围岩-衬砌结构中的传递和分配,采用复变函数方法建立一种地层-结构计算模型。将作用于圆环衬砌上的内外水压简化为径向均布荷载,并基于围岩-衬砌完全接触边界条件,即应力连续和位移协调,求解反映两者相互作用关系的解析函数,由此得到围岩-衬砌结构内任意位置处的应力和位移分量。分析结果表明:1)围岩-衬砌之间的接触径向应力呈余弦分布,剪力呈正弦分布;2)外水压的存在导致围岩-衬砌之间的有效应力减小;3)考虑外水压作用时可在一定程度上减小高内水压运行引起的衬砌拉应力区。 展开更多
关键词 圆形水工隧洞 衬砌 内外水压 复变函数理论 荷载传递机制
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矩形顶管隧道F承插型接头等效刚度理论研究
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作者 许有俊 张正曦 +2 位作者 张朝 刘天宇 张旭 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期506-515,共10页
等效刚度是计算隧道纵向变形的重要参数,为探究等效刚度对矩形顶管隧道的影响,以呼和浩特市海亮广场矩形顶管隧道为设计参照,采用纵向变形等效原则,结合Timoshenko梁截面剪切系数,建立了矩形顶管隧道接头等效刚度解析解,以室内试验为验... 等效刚度是计算隧道纵向变形的重要参数,为探究等效刚度对矩形顶管隧道的影响,以呼和浩特市海亮广场矩形顶管隧道为设计参照,采用纵向变形等效原则,结合Timoshenko梁截面剪切系数,建立了矩形顶管隧道接头等效刚度解析解,以室内试验为验证,探究了等效刚度的影响因素。结果标明:(1)剪切作用下接头剪切刚度主要分为弹性阶段、屈服阶段、破坏阶段。(2)等效刚度理论计算结果与模型试验数据基本相同,验证了解析解的合理性。(3)减小管节宽度的同时增加管节高度可以有效增加接头等效刚度;截面尺寸对等效抗剪刚度影响较小,管节设计应将弯曲变形作为重点研究;钢套环与等效刚度成正比,与提升率呈反比,建议钢套环厚度取值13~17 mm。 展开更多
关键词 矩形顶管隧道 等效刚度 接头变形 参数分析
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基于局部约束补强的软散围岩隧道变形控制新方法
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作者 陈丽俊 陈建勋 +3 位作者 翟阳 王智佼 张立鑫 罗彦斌 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第5期155-170,共16页
为有效控制软散围岩隧道变形,结合软散围岩特性和施工工艺,分析了软散围岩隧道荷载来源,确定了软散围岩隧道大变形控制原则,提出了“加强初期支护拱脚约束,同时增设拱部额外约束”的隧道变形控制思路;建立了考虑局部约束补强的初期支护... 为有效控制软散围岩隧道变形,结合软散围岩特性和施工工艺,分析了软散围岩隧道荷载来源,确定了软散围岩隧道大变形控制原则,提出了“加强初期支护拱脚约束,同时增设拱部额外约束”的隧道变形控制思路;建立了考虑局部约束补强的初期支护结构力学分析模型,结合算例分析了增设拱部额外约束对改善初期支护结构内力的作用效应,探讨了不同荷载模式下拱部额外约束的最佳布设位置;依托典型工程,研究了采用初期支护局部约束补强控制软散围岩隧道变形的施工工艺及支护效果。结果表明:隧道分部开挖施工中初期支护难以做到及时密贴围岩并提供足够的支护刚度,这是诱发离散型大变形的重要原因;在初期支护拱部增设额外约束,可以有效减小初期支护危险截面弯矩和轴力,同时有利于减小拱脚地基的应力集中和竖向位移;围岩压力以垂直荷载为主时,拱部额外约束宜设在拱顶附近,以拱顶两侧10°范围内为最佳;围岩压力以水平荷载为主时,拱部额外约束宜靠近上台阶两侧拱脚(偏离拱顶40°以外)或中台阶两侧边墙位置;采用增设“拱部小孔径锚索+拱脚大管径注浆锁脚锚管”的成套施工方法及工艺,能够有效控制软散围岩隧道变形;研究成果对抑制软散围岩隧道离散变形具有重要指导意义。 展开更多
关键词 隧道工程 软散围岩 初期支护 变形控制 小孔径锚索
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考虑横断面几何参数的高速铁路预制拼装式明洞衬砌分块设计与拼装方法
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作者 周晓军 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第2期104-118,共15页
以某设计时速350 km高速铁路单洞双线大跨度隧道工程为依托,从设计与施工2个方面对拼装式明洞衬砌进行研究。首先,结合建筑限界和安全疏散通道等因素确定衬砌内轮廓及衬砌横断面形式;然后,基于平面几何基本原理,提出考虑明洞衬砌横断面... 以某设计时速350 km高速铁路单洞双线大跨度隧道工程为依托,从设计与施工2个方面对拼装式明洞衬砌进行研究。首先,结合建筑限界和安全疏散通道等因素确定衬砌内轮廓及衬砌横断面形式;然后,基于平面几何基本原理,提出考虑明洞衬砌横断面几何参数的预制块分块方法;最后,在优化结构形式的基础上,提出预制块结构设计与拼装方法。结果表明:该依托工程的隧道横断面设计为带仰拱的多心圆曲边墙拱形断面形式,以提高明洞的整体稳定性和运营寿命;优化后,单环衬砌设计为3块A型预制块、2块B型预制块和1块C型预制块,衬砌各接头位置处弯矩较小甚至为0;预制块环向间以半圆形榫接头拼接,纵向间以圆台形榫接头拼接,并通过缓膨胀止水条、排水管、排水沟等形式加强衬砌整体防水性能;单环拼装时先拼装仰拱部位的C型预制块,再拼装拱肩部位的B型预制块,最后再拼装拱部的A型预制块,前后相邻预制块对位,以通缝方式完成明洞衬砌整体拼装。 展开更多
关键词 高速铁路 单洞双线大跨度隧道 预制拼装式明洞 横断面设计 新型钢筋混凝土预制块 几何参数
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逆断层错动下基岩上覆土-隧道多尺度响应特征
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作者 禹海涛 李婷婷 闫晓 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第4期202-213,共12页
基岩断层错动在上覆土层中的传播破裂过程受多种因素控制,上覆土中跨断层隧道结构在断层错动下的响应机制尚不清晰。为解决这一问题,建立了基岩断层上覆土与隧道结构的三维离散-连续耦合模型,采用离散元模拟上覆土层细观颗粒特性与变形... 基岩断层错动在上覆土层中的传播破裂过程受多种因素控制,上覆土中跨断层隧道结构在断层错动下的响应机制尚不清晰。为解决这一问题,建立了基岩断层上覆土与隧道结构的三维离散-连续耦合模型,采用离散元模拟上覆土层细观颗粒特性与变形模式,采用有限差分法计算隧道结构宏观力学响应,并通过界面耦合实现宏-细观交互传递。基于该方法,分析了基岩断层错动在上覆土层中的破裂传播过程和上覆土中隧道结构的变形受力响应,并探究了断层倾角与隧道埋深对隧道响应及失效模式的影响机制。结果表明:基岩断层错动在上覆土层中以剪切带的形式传播,隧道结构的存在将增大地层位错变形范围;隧道结构的受力变形模式为由隧道纵向受弯导致的受弯区上下盘衬砌应力反对称分布,隧道结构失效最先发生在上盘区段,体现出显著的上盘效应;在相同基岩错动量条件下,断层倾角越小,隧道结构受力越不利;隧道埋深越深,其周围土体变形范围越集中,隧道结构受力越不利。研究可为基岩断层错动作用下上覆土中隧道结构抗震设计提供科学依据。 展开更多
关键词 基岩上覆土隧道 断层错动 多尺度模型 隧道响应特征
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采空沉陷作用下桃坪隧道结构损伤演化及治理对策 被引量:1
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作者 陈霄汉 《中国铁路》 北大核心 2025年第2期44-53,共10页
为探明不同采空沉陷作用下隧道结构损伤的演化规律,制定针对性的治理措施。根据桃坪隧道周边采空区的类型和分布情况,通过IN-SAR技术对柱式和壁式采空区地表移动变形进行监测,分析不同类型采空沉陷的地表变形特征。建立隧道结构损伤评... 为探明不同采空沉陷作用下隧道结构损伤的演化规律,制定针对性的治理措施。根据桃坪隧道周边采空区的类型和分布情况,通过IN-SAR技术对柱式和壁式采空区地表移动变形进行监测,分析不同类型采空沉陷的地表变形特征。建立隧道结构损伤评价指标量化表征隧道衬砌结构损伤和发展程度,分析不同类型采空沉陷作用下的地表变形特征与隧道结构损伤的演化规律的关系。通过分析,柱式采空区将在煤矿开采后数十年内产生持续不断的地表沉降位移并长期影响隧道结构安全,壁式采空区在采动后短时间内产生较大的地表沉降位移,在一定时间后采空沉陷作用明显降低,隧道结构损伤不再发展。因此,对于已产生病害的既有隧道,壁式采空区可在变形放缓后采取定向注浆等治理措施,并根据隧道结构损伤评价指标分级开展隧道整治工作。对于新建铁路工程,柱式采空区应坚持以绕避为主的设计理念,壁式采空区可以根据治理后的效果评价,以新建隧道方式通过壁式采空区,降低线路因绕避采空区增加的长度,节省工程建设投资。 展开更多
关键词 侯月铁路 桃坪隧道 采空沉陷 地表移动变形 结构损伤
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考虑围岩和支护刚度的TBM隧洞纵向变形分析
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作者 朱宝强 石毅鹏 +4 位作者 于晓旋 彭浩 郭法旺 沈春勇 周海祚 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第5期69-76,共8页
研究目的:隧洞开挖纵向变形曲线是收敛约束法的重要组成部分,是开挖过程中隧洞围岩位移发展规律的直观反应。然而,目前大多数研究基于弹性、弹塑性理论推导或基于特定工程监测数据拟合纵向变形曲线,缺乏对不同围岩质量和支护情况的考虑... 研究目的:隧洞开挖纵向变形曲线是收敛约束法的重要组成部分,是开挖过程中隧洞围岩位移发展规律的直观反应。然而,目前大多数研究基于弹性、弹塑性理论推导或基于特定工程监测数据拟合纵向变形曲线,缺乏对不同围岩质量和支护情况的考虑,隧洞纵向变形曲线的适用范围有限。本文基于数值模拟构建隧洞开挖变形数据库,采用多元回归模型建立可量化不同围岩质量和环形衬砌支护刚度下开挖面空间效应的隧洞纵向变形表达式,并基于误差分析和工程实测数据验证其准确性。研究结论:(1)对于掌子面前方和后方,围岩质量指标值相同时,隧洞纵向变形曲线发展速率随支护刚度的减小明显降低;而支护刚度保持不变时,随围岩质量指标值的减小隧洞纵向变形曲线发展速率明显升高;(2)掌子面处归一化径向位移变形值是围岩质量和支护刚度的函数,且同样随围岩质量指标值的减小和支护刚度的增大而显著增大;(3)通过对拟合公式分析显示,两个因素中掌子面处归一化径向位移值对围岩质量指标值的变化更为敏感;(4)本文成果可用于隧道工程领域,通过构建不同围岩质量和支护条件下响应面,可为现场初期设计提供指导。 展开更多
关键词 纵向变形曲线 围岩质量 隧洞工程 支护刚度 多元回归模型
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低海拔季节性冻土明洞隧道保温措施
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作者 高鹏 费春伟 +3 位作者 周元辅 汪垣宇 甄永琪 杜梦伟 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第24期10449-10458,共10页
低海拔季节性冻土明洞隧道常不考虑冻胀对明洞的影响,但此类隧道遇到冻害的概率极大,因此研究明洞隧道保温措施对隧道正常运营及行车安全具有重要意义。以低海拔季节性冻土区汗沟2号隧道为依托工程,利用Comsol Multiphysics有限元软件... 低海拔季节性冻土明洞隧道常不考虑冻胀对明洞的影响,但此类隧道遇到冻害的概率极大,因此研究明洞隧道保温措施对隧道正常运营及行车安全具有重要意义。以低海拔季节性冻土区汗沟2号隧道为依托工程,利用Comsol Multiphysics有限元软件建立热力数值模型,研究不同种保温层铺设位置情况下隧道明洞的围岩温度变化规律,以及不同保温层厚度和不同回填厚度对明洞温度和衬砌应力的分布影响。结果表明:在明洞结构内外铺设保温层时保温效果都较好;无保温层铺设时,拱顶围岩处于负温状态,容易导致双向冻结,拱顶衬砌所受最大峰值应力为938 kPa,设置6 cm保温层时为547 kPa,降低了71%。保温层和回填厚度越大,围岩温度分布情况越有利,衬砌应力越小。研究成果可为类似低海拔季节性冻土区隧道明洞保温方案制定提供参考和建议。 展开更多
关键词 季节性冻土隧道 明洞 热力耦合 数值模拟
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基于熵权-TOPSIS的高原高速公路路段安全评价研究
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作者 杨灿 安阳 +1 位作者 吴明哲 苗文鹏 《高原科学研究》 2025年第3期100-107,共8页
针对高原特殊环境下高速公路的安全评价需求,构建道路线形、路面状况、道路安全设施、交通环境和管理服务5个一级指标、17个二级指标的安全评价体系,以西藏拉林高速公路18处典型路段为研究对象,运用熵权-TOPSIS法客观量化指标权重并计... 针对高原特殊环境下高速公路的安全评价需求,构建道路线形、路面状况、道路安全设施、交通环境和管理服务5个一级指标、17个二级指标的安全评价体系,以西藏拉林高速公路18处典型路段为研究对象,运用熵权-TOPSIS法客观量化指标权重并计算路段与理想解的贴近度,实现道路安全等级的划分。结果显示:路段7和路段11评为Ⅱ级,路段14评为Ⅳ级,其余15个路段为Ⅲ级,与拉林高速公路各路段的实际情况一致。该方法可以克服传统方法的主观偏差与地理适应性不足的问题,为高原地区高速公路风险识别、养护决策及安全治理提供科学依据,具有一定的理论意义与工程实践价值。 展开更多
关键词 高原交通 路段安全评价 熵权-TOPSIS模型 拉林高速公路
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基于动态线性分段表示的钻进参数围岩分级特征提取方法 被引量:1
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作者 何永义 王明年 +5 位作者 凌学鹏 易文豪 夏覃永 李泽星 童建军 赵思光 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期96-106,共11页
依托来自宜昌—郑万高铁联络线隧道工程的1 765份钻进参数样本,在分析钻进参数时序曲线特征的基础上,结合贝叶斯置信区间检验方法、动态线性分段表示方法、卡尔曼滤波方法和线性分段均值处理方法,提出一种基于动态线性分段表示的钻进参... 依托来自宜昌—郑万高铁联络线隧道工程的1 765份钻进参数样本,在分析钻进参数时序曲线特征的基础上,结合贝叶斯置信区间检验方法、动态线性分段表示方法、卡尔曼滤波方法和线性分段均值处理方法,提出一种基于动态线性分段表示的钻进参数围岩分级特征提取方法;对比该方法处理前后掌子面钻进参数样本的离散性和差异性,以及采用该方法处理前后6种不同机器学习算法下的围岩分级模型准确性,验证该方法的应用效果。结果表明:钻进参数时序体现出明显的纵向分段、区间波动和随机离散特征;采用该方法处理后,相同围岩级别下的样本数据标准差平均降低28.72%~82.68%,不同围岩级别下的样本类间距离均值提升66.79%~77.37%,6种机器学习算法下围岩分级模型得到的分级准确率由85.3%~88.8%提高到88.1%~89.9%。作为一种基础数据处理方法,该方法能够避免各种非地质因素对围岩分级精度的影响,较好地体现了钻进参数和围岩质量间的良好响应关系,并提升了具体实践中的围岩质量评价准确性。 展开更多
关键词 隧道 围岩分级 钻进参数 时间序列 动态线性分段表示 贝叶斯置信区间检验 卡尔曼滤波
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太湖隧道湖相沉积软土工程特性研究 被引量:1
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作者 吴建 周志芳 +2 位作者 王浩 陈波 王锦国 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期63-70,共8页
为研究太湖湖底沉积软土的工程特性和土体参数分布规律,收集了太湖隧道沿线湖底软土的大量试验数据,系统分析了软土物理力学参数的取值范围、变异性、概率分布模型以及空间分布规律,并探讨了各土层物理力学参数之间的相关性。结果表明:... 为研究太湖湖底沉积软土的工程特性和土体参数分布规律,收集了太湖隧道沿线湖底软土的大量试验数据,系统分析了软土物理力学参数的取值范围、变异性、概率分布模型以及空间分布规律,并探讨了各土层物理力学参数之间的相关性。结果表明:太湖湖底软土物理力学参数变异系数高,在空间分布上无明显函数变化规律;塑限和液限满足正态分布,密度和干密度近似正态分布,其他参数不符合正态分布;与强度参数最显著相关的物理力学参数包括天然含水率、天然孔隙比、干密度,呈指数或幂函数关系;对比压缩模量,压缩系数和天然含水率、天然孔隙比、干密度之间具有更好的相关性;各土层中黏土变形参数与强度参数间的相关系数最大,淤泥质土与粉质黏土次之,粉土最小。 展开更多
关键词 软土 物理力学参数 抗剪强度 工程特性 太湖隧道
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