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黄土地区铁路隧道围岩支护参数多目标优化探讨
1
作者 梁宇 《路基工程》 2025年第1期184-189,共6页
提出基于变异算子优化粒子群的黄土地区铁路工程隧道围岩支护参数多目标优化,以围岩压力作为外部荷载,将受力施加于梁单元,建立荷载结构模型,根据计算模型与优化约束条件,构建支护优化参数模型,调整搜索最优参数,基于变异算子优化粒子群... 提出基于变异算子优化粒子群的黄土地区铁路工程隧道围岩支护参数多目标优化,以围岩压力作为外部荷载,将受力施加于梁单元,建立荷载结构模型,根据计算模型与优化约束条件,构建支护优化参数模型,调整搜索最优参数,基于变异算子优化粒子群,将粒子分为基础群与综合群;引入变异算子,对惯性权重参数进行调整,对围岩支护压力、二次衬砌厚度、喷层厚度等参数进行迭代计算,得到优化后的围岩支护参数。优化后围岩喷层厚度最高由26 cm减少到12 cm,支护压力最高由65 kPa增加到253 kPa,二次衬砌厚度最高由58 cm减小到30 cm,优化效果较好。 展开更多
关键词 黄土隧道 变异算子 支护参数 结构计算 多目标优化
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黄土地层输水隧洞成洞条件影响分析
2
作者 田安安 李玉波 赵力 《陕西水利》 2025年第2期96-99,共4页
以黄土隧洞为研究对象,分析不同洞型、不同断面尺寸、不同埋深工况下隧洞的周边竖向位移、水平位移、竖向土压力、水平土压力和衬砌弯矩对隧洞稳定性的影响。结果表明:圆形隧洞受力状态最好,在施工许可的情况下,采用圆形隧洞更安全可靠... 以黄土隧洞为研究对象,分析不同洞型、不同断面尺寸、不同埋深工况下隧洞的周边竖向位移、水平位移、竖向土压力、水平土压力和衬砌弯矩对隧洞稳定性的影响。结果表明:圆形隧洞受力状态最好,在施工许可的情况下,采用圆形隧洞更安全可靠。随着开挖洞径增大,隧洞稳定性会受到不利影响,在满足流量设计基础上,宜采取较小断面洞径。随着埋深增大,土压力和作用在衬砌结构的内力越大,在大埋深的工况下宜优先采取盾构法施工。台阶法施工初衬起到了控制围岩变形的作用,隧洞断面采用马蹄形或城门洞型时,建议施工方法采用台阶法施工。随着支护措施的增强,土体收敛变形及衬砌受力均呈减小趋势,但支护增强到一定程度后,支护效应增加有限,因此实际施工中,不建议采取过强的支护措施,如存在不良地质、塌方、冒顶等现象,可考虑采取超前支护措施。 展开更多
关键词 黄土 输水隧洞 衬砌 稳定性 变形
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大断面黄土隧道下穿地表建筑物沉降分析及对策
3
作者 赵启超 《山西建筑》 2025年第3期130-134,140,共6页
依托西延高铁某黄土隧道下穿地表建筑物工程实例,采用理论分析、数值模拟等手段,对大断面黄土隧道下穿地表建筑物施工中地表沉降范围及对策进行研究。结果表明:基于随机介质理论,隧道两侧的地表沉降范围可划分为强、弱、无影响区,隧道... 依托西延高铁某黄土隧道下穿地表建筑物工程实例,采用理论分析、数值模拟等手段,对大断面黄土隧道下穿地表建筑物施工中地表沉降范围及对策进行研究。结果表明:基于随机介质理论,隧道两侧的地表沉降范围可划分为强、弱、无影响区,隧道施工对地表强影响区范围约等于隧道埋深,弱影响区范围约为隧道埋深的2倍;在开挖面到达办公楼正下方时办公楼沉降值约占总沉降值的70%;穿过办公楼后,沉降速率趋于收敛,隧道施工中接近地表建筑物要加强施工质量,保证地表结构安全;隧道通过地表建筑物后,地表沉降趋于收敛,但沉降值仍不断增大,隧道穿越地表建筑物后,应持续开展建筑物沉降变形监测,掌子面二衬紧跟,保证地表建筑物结构安全;大断面黄土隧道下穿地表建筑物时,采用三台阶临时仰拱(腰梁)法、锁脚加强、初支加强等措施后,可保证隧道施工安全,相关措施可为相类似工程的施工提供借鉴意义。 展开更多
关键词 大断面黄土隧道 建筑物 地表沉降 影响区
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深埋老黄土隧道支护限阻器力学特性及其应用研究 被引量：1
4
作者 申志军 王刚 +1 位作者 仇文革 王海彦 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期194-204,共11页
为深入探究基于限阻器的隧道让压支护,即限阻支护的受力特征,基于室内试验结果,采用数值计算和数据拟合的方法,系统阐明了限阻器的力学性能和本构关系,提出限阻支护的数值模拟方法;并结合工程应用,分析不同参数下限阻支护的变形和受力... 为深入探究基于限阻器的隧道让压支护,即限阻支护的受力特征,基于室内试验结果,采用数值计算和数据拟合的方法,系统阐明了限阻器的力学性能和本构关系,提出限阻支护的数值模拟方法;并结合工程应用,分析不同参数下限阻支护的变形和受力特征。结果表明:限阻器的力学性能与竖板的高度和厚度相关,引入预制弯弧可使限阻器性能可控;限阻器采用应变软化/硬化实体单元和弹性正交异性膜单元模拟;限阻器较小的恒阻值降低了限阻支护的轴力但同时也增大了弯矩,有利于小偏心受压破坏防治但增加了大偏心受压破坏风险;限阻器的合理压缩量为7~12 cm,建议在工程应用中对限阻器做降高、增厚和弯弧优化,可进一步增效降本。 展开更多
关键词 黄土隧道 大变形 限阻器 让压支护 受力特征
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银西高铁黄土含水层隧道群井降水模拟研究
5
作者 张晓宇 赵晓彦 宋浩 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期24-29,34,共7页
研究目的:银西高铁上阁村隧道穿越董志塬黄土含水层施工中出现的渗涌水,受地下水渗流影响,引起了洞身黄土含水率增加、围岩自稳性变差等问题。为解决上阁村富水黄土隧道施工难题,论文首先分析了上阁村隧道黄土含水层分布特征,其次介绍... 研究目的:银西高铁上阁村隧道穿越董志塬黄土含水层施工中出现的渗涌水,受地下水渗流影响,引起了洞身黄土含水率增加、围岩自稳性变差等问题。为解决上阁村富水黄土隧道施工难题,论文首先分析了上阁村隧道黄土含水层分布特征,其次介绍了地表降水施工辅助措施及其效果,最后应用MIDAS/GTS建立隧道工程群井降水模型,实现了不同流量以及渗透系数工况下的隧道开挖渗流模拟计算。研究结论:(1)上阁村隧道长大段落通过软塑黄土含水层,通过地表降水梳干隧道洞身范围内地下水,提高了隧道洞身黄土围岩稳定性,确保了隧道施工的安全和进度;(2)不同单井流量(80 m^(3)/d、90 m^(3)/d、100 m^(3)/d)的群井数值模拟结果表明,地下水位降深在短时间内达到了设计要求,验证了降水设计参数及效果;(3)本研究可为黄土等低渗透岩体富水隧道工程施工处置及设计提供依据。 展开更多
关键词 银西高铁 黄土隧道 含水层 群井降水 渗流模拟
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黄土盾构隧道开挖围岩扰动特性模型试验研究
6
作者 韩兴博 陈子明 +3 位作者 叶飞 梁晓明 冯浩岚 夏天晗 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期968-977,共10页
为了探究不同含水率和埋深等工况下的黄土盾构隧道开挖对围岩的扰动作用特征,采用相似模型试验,首先通过三轴试验测定了不同含水率下原状黄土物理参数及强度指标,通过大量试配得到了不同含水率下与原状黄土强度指标参数相似的试验用土... 为了探究不同含水率和埋深等工况下的黄土盾构隧道开挖对围岩的扰动作用特征,采用相似模型试验,首先通过三轴试验测定了不同含水率下原状黄土物理参数及强度指标,通过大量试配得到了不同含水率下与原状黄土强度指标参数相似的试验用土。其后,考虑盾构隧道盾尾间隙特征,开展不同含水率及埋深等组合工况下盾构开挖模拟试验,通过微型土压力传感器、百分表等监测元件以及数字图像技术等手段,分析了不同工况下地层变形、地表沉降和围岩应力的变化规律。研究发现:含水率较低时,围岩的自稳能力强;含水率越高,埋深越大,开挖对地层的扰动作用也越大;地表最大沉降值与含水率呈正相关,与埋深呈负相关;围岩剩余应力随含水率和埋深的增大而增大,但当含水率增大至一定值(26.6%)时,围岩剩余应力骤减;基于不同含水率下的围岩应力及变形发展规律,可将黄土含水率分为自稳、形变以及松动含水率,基于含水率和埋深引起的围岩松动情况,可将不同工况下的黄土盾构隧道围岩压力作用模式按照形变压力和松动压力计算,以更加适应黄土地层的特性。 展开更多
关键词 黄土盾构隧道 相似模型试验 含水率 埋深 围岩变形 应力
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含水率影响下黄土盾构隧道壁后注浆浆液扩散特性试验研究
7
作者 叶飞 李思翰 +2 位作者 夏天晗 张才飞 韩兴博 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2051-2059,共9页
为了揭示黄土盾构隧道壁后注浆浆液在地层中的扩散形式和规律,考虑盾构隧道盾尾间隙特征,建立含水率、渗流压力、土压力可实时监测以及扩散过程可视的模型试验系统。考虑黄土不同含水率,通过试验研究浆液扩散形式以及注浆过程中的含水... 为了揭示黄土盾构隧道壁后注浆浆液在地层中的扩散形式和规律,考虑盾构隧道盾尾间隙特征,建立含水率、渗流压力、土压力可实时监测以及扩散过程可视的模型试验系统。考虑黄土不同含水率,通过试验研究浆液扩散形式以及注浆过程中的含水率、渗流压力和土压力变化规律。研究结果表明:在相同干密度下,不同含水率对壁后注浆浆液扩散形式影响显著;含水率为10%时,浆液未发生明显扩散,浆-土形成了明显的分界面,仅分界面处的含水率发生显著变化,各分层土体土压力较大;含水率为20%和30%时,浆液扩散范围增大,各分层土体含水率均有变化,土压力和渗流压力出现了阶跃曲线,土体中形成了明显的浆脉。黄土盾构隧道壁后注浆中浆液的扩散形式主要为压密扩散、压滤扩散和劈裂扩散。 展开更多
关键词 黄土盾构隧道 壁后注浆 模型试验 浆液扩散形式
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凤凰山特大断面黄土隧道五步单侧壁导坑法研究 被引量：1
8
作者 乔明磊 李盛 +3 位作者 张建功 王起才 薛彦瑾 陈智刚 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期1096-1105,共10页
为解决特大断面黄土隧道采用双侧壁导坑法施工进度慢、成本高的问题,以G30连霍高速公路清水驿至忠和段扩容改造工程凤凰山隧道为背景,提出五步单侧壁导坑法。通过数值模拟对比分析双侧壁导坑法、五步单侧壁导坑法、传统单侧壁导坑法和... 为解决特大断面黄土隧道采用双侧壁导坑法施工进度慢、成本高的问题,以G30连霍高速公路清水驿至忠和段扩容改造工程凤凰山隧道为背景,提出五步单侧壁导坑法。通过数值模拟对比分析双侧壁导坑法、五步单侧壁导坑法、传统单侧壁导坑法和台阶法在施工过程中的围岩变形及钢拱架应力,并结合现场试验段监测数据验证特大断面凤凰山隧道采用五步单侧壁导坑法施工的可行性。结果表明:1)五步单侧壁导坑法拱顶沉降和水平收敛比传统单侧壁导坑法分别减小3.59 cm和1.31 cm,比双侧壁导坑法分别增大1.4 cm和0.59 cm;钢拱架应力除拱肩外均小于双侧壁导坑法,最大处减少了70 MPa,钢拱架应力最大值与钢材屈服强度的比值比双侧壁导坑法增大0.04,比单侧壁导坑法减小0.08。2)传统单侧壁导坑法的安全性小于五步单侧壁导坑法,改进后的五步单侧壁导坑法相比双侧壁导坑法能在控制围岩变形的同时加快施工进度,降低施工成本。3)五步单侧壁导坑法中隔壁的最优位置应结合具体工程情况进行单独优化计算,针对本工程而言,其最优位置为45%洞宽。 展开更多
关键词 特大断面黄土隧道 五步单侧壁导坑法 数值模拟 现场试验
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湿陷性黄土区输水隧洞盾构施工风险评估 被引量：2
9
作者 张勇 刘琛 牟艳祥 《人民长江》 北大核心 2024年第4期184-191,共8页
为了提高针对湿陷性黄土区输水隧洞盾构法施工安全评估的可靠性,从人员管理、机械材料、施工技术、施工环境4个方面构建较为完善的施工安全风险评估指标体系;利用灰色-DEMATEL方法对中心度进行处理得到风险指标权重;以风险发生概率和风... 为了提高针对湿陷性黄土区输水隧洞盾构法施工安全评估的可靠性,从人员管理、机械材料、施工技术、施工环境4个方面构建较为完善的施工安全风险评估指标体系;利用灰色-DEMATEL方法对中心度进行处理得到风险指标权重;以风险发生概率和风险损失程度两个维度为基础构建二维云评估模型,其中发生概率由主、客观方法相结合来确定,损失程度通过改进雷达图法从人员伤亡、经济损失、工期延误、功能缺陷和环境影响5个方面来综合确定。将该评估模型运用到引汉济渭工程X输水隧洞盾构法施工项目的安全评估中。结果表明:该项目施工风险评估等级为Ⅱ级,施工安全风险程度较小,评价结果符合工程实际,验证了该评估模型的可行性和有效性。研究成果可为湿陷性黄土区类似输水隧洞盾构法施工安全风险评估提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 输水隧洞 盾构施工 风险评估 湿陷性黄土区 灰色-DEMATEL 二维云模型
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洛川隧道围岩变形规律模型试验研究 被引量：1
10
作者 贾伟 李尧 +1 位作者 郭张龙 田超鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期164-169,共6页
以洛川隧道DK194+835为研究断面,开展不同埋深下隧道模型试验研究。通过各种试验确定原型、相似材料土和衬砌的参数,利用3D打印技术研制出一套新型衬砌材料及连接方式较好的模拟了实际工程中喷射混凝土、钢架、超前小导管。利用自制多... 以洛川隧道DK194+835为研究断面,开展不同埋深下隧道模型试验研究。通过各种试验确定原型、相似材料土和衬砌的参数,利用3D打印技术研制出一套新型衬砌材料及连接方式较好的模拟了实际工程中喷射混凝土、钢架、超前小导管。利用自制多点位移计等各种监测原件采集开挖过程中围岩内部变形及地表沉降数据。试验表明:可通过拼装的方式在模型试验中模拟隧道的分布支护,可使用滑动式连接件链接相邻位置的石膏块;不同测点竖向位移均经历缓慢增长(开挖面远离监测断面)、迅速增长(开挖面接近监测断面)、逐步稳定(开挖面经过监测断面)3个阶段。随埋深增加,监测断面前期变形(开挖面远离、接近监测断面)占比减小;地表沉降经历缓慢增长、迅速增长、逐步稳定3个阶段。随埋深增加,监测断面前期地表沉降占比减小。 展开更多
关键词 黄土隧道 模型实验 围岩 变形 地表下沉 埋深影响
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下穿石油管道黄土隧道变形控制技术研究
11
作者 杨晓光 刘红林 +2 位作者 穆腾虎 陈贤丰 李德武 《兰州交通大学学报》 CAS 2024年第6期107-114,共8页
黄土具有显著各向异性,渗透性强,多具湿陷性等特点。以可乐湾黄土隧道工程为依托,通过原状黄土物理特性试验、固结压缩与湿陷性试验和原状黄土三轴抗剪试验,深入探究工程区原状黄土的各向异性及变形特征。利用数值模拟有限元软件,在不... 黄土具有显著各向异性,渗透性强,多具湿陷性等特点。以可乐湾黄土隧道工程为依托,通过原状黄土物理特性试验、固结压缩与湿陷性试验和原状黄土三轴抗剪试验,深入探究工程区原状黄土的各向异性及变形特征。利用数值模拟有限元软件,在不同开挖方法、不同超前小导管长度、不同锁脚锚管长度及地表注浆的条件下,对比分析了黄土隧道施工中沉降变形趋势。结果表明:1)黄土的水平和竖直方向力学指标有明显差异,水平方向天然压缩模量大于竖直方向;2)综合考虑各种因素,建议采用二台阶五步法施工,辅助4.5 m的超前小导管及5 m的锁脚锚管;3)地表注浆对隧道及石油管道的沉降变形的保护作用效果不明显。 展开更多
关键词 黄土隧道 各向异性 变形 数值模拟 注浆
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大断面强烈湿陷性黄土隧道变形特征与支护技术研究 被引量：1
12
作者 乔军 丛晓飞 任新 《施工技术（中英文）》 CAS 2024年第9期122-126,共5页
大断面强烈湿陷性黄土隧道在施工过程中易发生大变形、初期支护失效及坍塌等事故,存在较大的困难和风险。以宝兰客运专线兰山隧道为工程背景,通过现场勘察,分析隧道坍塌情况及原因,并提出帷幕注浆+超前支护+填充砂浆的支护技术。研究结... 大断面强烈湿陷性黄土隧道在施工过程中易发生大变形、初期支护失效及坍塌等事故,存在较大的困难和风险。以宝兰客运专线兰山隧道为工程背景,通过现场勘察,分析隧道坍塌情况及原因,并提出帷幕注浆+超前支护+填充砂浆的支护技术。研究结果表明,兰山隧道工程采用的支护技术能够有效控制围岩变形,使隧道拱顶沉降和拱腰收敛最大值分别为58.6,25.4mm,围岩应力基本稳定,钢拱架最大应力为53.7MPa,未达到屈服强度,可知隧道围岩受力和变形满足要求,支护技术合理有效。 展开更多
关键词 隧道 黄土 坍塌 注浆 支护 变形
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降雨作用下黄土引水隧洞安全性分析 被引量：1
13
作者 葛玉 席文哲 《科学技术创新》 2024年第8期151-154,共4页
以某引水隧洞为工程背景,基于试验得到的黄土含水量与抗剪强度的关系,借鉴有限元强度折减法的思想,通过数值模拟方法得到降雨作用下隧洞不同时间的安全系数。通过不断设置不同时间(不同含水量)土体的抗剪强度参数,使黄土隧洞围岩塑性区... 以某引水隧洞为工程背景,基于试验得到的黄土含水量与抗剪强度的关系,借鉴有限元强度折减法的思想,通过数值模拟方法得到降雨作用下隧洞不同时间的安全系数。通过不断设置不同时间(不同含水量)土体的抗剪强度参数,使黄土隧洞围岩塑性区不断扩展,直至塑性应变或位移发生突变时,即表明隧洞发生剪切破坏,此时即为降雨作用下剪切破坏临界时间。尝试找到一种降雨后隧道安全系数变化预测的方法。 展开更多
关键词 降雨 黄土隧洞 渗透性 数值模拟 安全系数
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浅埋黄土隧道塌方破坏模式及处置技术 被引量：2
14
作者 张双茁 《河北工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期62-71,共10页
以宁夏某浅埋黄土隧道塌方事故为依托,首先讨论分析浅埋黄土隧道的塌方破坏机理及模式,然后根据现场塌方情况,分析案例隧道塌方原因并提出处置方案,最后通过数值模拟和现场监测对其处置效果进行评价。结果表明:黄土自身的易灾性、不良... 以宁夏某浅埋黄土隧道塌方事故为依托,首先讨论分析浅埋黄土隧道的塌方破坏机理及模式,然后根据现场塌方情况,分析案例隧道塌方原因并提出处置方案,最后通过数值模拟和现场监测对其处置效果进行评价。结果表明:黄土自身的易灾性、不良地形地势、浅埋隧道施工扰动以及强降雨入渗共同导致隧道上方围岩形成一定范围的黄土软弱湿陷带,原隧道支护结构无法抵抗劣化后的围岩,围岩变形和结构受力均大幅增加,其中拱顶沉降增大了91.8%,拱肩处初支正弯矩增大了60.7%;黄土地层开挖面失稳破坏可分为掌子面到达软弱湿陷带的失稳破坏和穿越整个软弱湿陷带的失稳破坏两种模式;结合有限元模拟和现场监测验证,“临时支护系统+换拱+超前中管棚注浆加固”的综合防塌方处置技术应用效果显著。 展开更多
关键词 浅埋隧道 黄土 塌方 破坏模式 处置技术 数值模拟
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黄土隧道下穿地表既有建筑物沉降变形控制研究
15
作者 韩文超 徐志平 桑云飞 《铁路技术创新》 2024年第1期90-95,共6页
黄土隧道在施工过程中容易出现较大变形,尤其当黄土隧道下穿地表既有建筑物时,暗挖施工必然会引起地表建筑物的沉降或变形。依托西延高铁赵家塬隧道下穿创新创业基地办公楼工程,运用有限元软件Midas-GTS进行数值模拟,分析隧道开挖、支... 黄土隧道在施工过程中容易出现较大变形,尤其当黄土隧道下穿地表既有建筑物时,暗挖施工必然会引起地表建筑物的沉降或变形。依托西延高铁赵家塬隧道下穿创新创业基地办公楼工程,运用有限元软件Midas-GTS进行数值模拟,分析隧道开挖、支护过程对办公楼沉降变形的影响。研究表明:在开挖面接近办公楼正下方时,办公楼沉降变形速率逐渐增大;在开挖面到达办公楼正下方时沉降变形速率达到最大,办公楼沉降值约占总沉降值的70%;在隧道穿过办公楼之后,办公楼沉降速率逐渐减小并趋于收敛。与洞内支护结构变形情况对比,办公楼的最大沉降值更接近相应的规范控制标准值,在施工中应加强对办公楼沉降变形的监控量测。 展开更多
关键词 西延高铁 赵家塬隧道 隧道下穿 黄土隧道 既有建筑物 沉降变形 变形控制标准
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旋喷桩加固黄土区重载铁路隧道基底效果分析
16
作者 张亚辉 刘勇 +1 位作者 韩乃杰 徐强 《高速铁路技术》 2024年第6期104-110,共7页
黄土地区土体因其湿陷性较大,导致基底稳定性较差,道床、基底等均可能在列车的动力振动作用下发生基底下沉、开裂、翻浆冒泥等病害,这在一定程度上遏制了重载铁路的发展,影响了列车的运行安全。依托山西中南部铁路通道石楼隧道,建立三... 黄土地区土体因其湿陷性较大,导致基底稳定性较差,道床、基底等均可能在列车的动力振动作用下发生基底下沉、开裂、翻浆冒泥等病害,这在一定程度上遏制了重载铁路的发展,影响了列车的运行安全。依托山西中南部铁路通道石楼隧道,建立三维有限元模型,针对旋喷桩加固效果进行计算分析,首先针对在隧道施工期间旋喷桩的加固效果进行计算,结果表明:在无旋喷桩加固时,仰拱部分最大隆起量为16.3 cm,采用旋喷桩加固后,最大隆起量降低为5.66 cm,且仰拱各测点的变形量的变化幅度减小,说明旋喷桩不仅起到了减小围岩变形的作用,同时也提高了围岩稳定性。其次对运营期间旋喷桩对于改善仰拱动力响应效果方面进行了计算分析,结果表明:当采用旋喷桩时,仰拱中心位置最大位移振幅由2.51 cm降低至0.69 cm,降幅达72.5%;加速度响应方面,仰拱中心位置的加速度峰值最大,其值为3.29 m/s^(-2),较无加固时的5.11 m/s^(-2)降低了近36%。 展开更多
关键词 重载铁路 隧道 黄土 加固 动力响应
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黄土地层地铁隧道水环境变化对地表沉降影响研究
17
作者 赵爱军 曾华 +3 位作者 樊鑫尚 于永堂 彭森 朱才辉 《水利与建筑工程学报》 2024年第5期1-9,16,共10页
黄土地层中城市地铁隧道水环境变化主要体现在地下水位升降和盾构衬砌管片渗水,地层中水位的变化及管片渗漏会进一步影响地表沉降。以某地铁区间隧道为背景,采用修正摩尔库仑模型(MM-C模型)和DP模型来描述复杂加卸载条件下的地层隆沉问... 黄土地层中城市地铁隧道水环境变化主要体现在地下水位升降和盾构衬砌管片渗水,地层中水位的变化及管片渗漏会进一步影响地表沉降。以某地铁区间隧道为背景,采用修正摩尔库仑模型(MM-C模型)和DP模型来描述复杂加卸载条件下的地层隆沉问题,并深入研究水环境变化下地表沉降规律。结果表明:盾构管片渗漏比从0.1增大到10期间,地表沉降增加了24%;管片渗漏块数从1增大到6块时,地表最大沉降增大了77%;地下水位下降5 m期间,地表最大沉降增大了1.2倍,水位降深每增加1 m,地表下沉量增加约7 mm;初始水位高度抬升5 m期间,地表最大沉降减小了37%。为了控制地表不发生过量隆沉,渗漏块数不宜超过3块,并应避免拱底管片发生破坏或渗漏,地下水位的回灌抬升高度及降水深度宜分别控制在3.0 m和2.0 m以内。 展开更多
关键词 黄土地层 城市地铁隧道 水环境 数值模拟 地表沉降
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基于皮尔逊系数的黄土隧道预留变形量预测 被引量：1
18
作者 刘健 刘宇航 +2 位作者 王涛 马朋刚 周洪福 《安徽建筑大学学报》 2024年第4期64-70,共7页
预测预留变形量是黄土地区隧道安全建设的重要环节。整理分析不同黄土土质类型隧道的148个监测断面数据,得到黄土隧道预留变形量合理设计的建议值。结果表明:(1)采用皮尔逊相关系数分析,发现土质类型与拱顶沉降的相关性最强,埋深最弱;(2... 预测预留变形量是黄土地区隧道安全建设的重要环节。整理分析不同黄土土质类型隧道的148个监测断面数据,得到黄土隧道预留变形量合理设计的建议值。结果表明:(1)采用皮尔逊相关系数分析,发现土质类型与拱顶沉降的相关性最强,埋深最弱;(2)在Ⅳ级围岩黄土隧道区段内,黏质黄土和粉质黄土的预留变形量可设置为15 cm以内,砂质黄土可设置为15~20 cm;(3)在V级围岩黄土隧道区段内,土质为黏质黄土的隧道区段内预留变形量可设置为15~20 cm,粉质黄土可设置为15 cm以内,砂质黄土可设置为35~47.5 cm;(4)含水率为11%~23%时,拱顶累计沉降量的分布比例较高,且土质为砂质黄土时,拱顶沉降受含水率的影响大于黏质黄土和粉质黄土;(5)在不同埋深条件下,预留变形量设置为16 cm时,保证率可达84.6%。 展开更多
关键词 黄土隧道 预留变形量 拱顶下沉 周边收敛 统计分析 皮尔逊相关系数
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公路黄土隧道仰拱结构力学特性现场试验研究
19
作者 何信 孙旭亮 +2 位作者 宿钟鸣 朱谭谭 朱焕焕 《河北工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第4期67-72,81,共7页
为研究公路黄土隧道仰拱结构受力特性,以丰收岭公路黄土隧道为工程背景,选取两个不同埋深隧道断面,通过埋设压力盒、混凝土应变计、钢筋计、表面应变计等传感器,研究了公路黄土隧道仰拱围岩压力、喷射混凝土应力、钢架应力、初期支护和... 为研究公路黄土隧道仰拱结构受力特性,以丰收岭公路黄土隧道为工程背景,选取两个不同埋深隧道断面,通过埋设压力盒、混凝土应变计、钢筋计、表面应变计等传感器,研究了公路黄土隧道仰拱围岩压力、喷射混凝土应力、钢架应力、初期支护和二次衬砌间接触压力、二次衬砌混凝土应力、钢筋应力等的演化规律,分析了黄土隧道仰拱结构受力特性。试验结果表明:不同埋深条件下黄土隧道仰拱结构受力特征存在显著差异;埋深较大断面的仰拱围岩压力明显大于埋深较浅断面的仰拱围岩压力;不同埋深条件下,相同横断面形式和相同围岩条件的黄土隧道仰拱结构受力特征不同,但拱脚位置均易出现拉应力;埋深较大的隧道仰拱结构易呈现上部受压下部受拉状态;黄土隧道仰拱地基承载力对仰拱受力特征影响显著。 展开更多
关键词 黄土隧道 仰拱 受力特征 试验研究 演化过程
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深埋饱和黄土隧道围岩软化效应及其控制措施
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作者 王文卓 胡金鑫 +1 位作者 邱成虎 杨治军 《岩土工程技术》 2024年第6期692-697,共6页
黄土隧道在地下水作用下围岩会发生不同程度软化,强度大幅度减弱,给隧道设计施工带来许多困难。依托陇东某黄土隧道,设置不同软化程度,利用有限元数值模拟软件对不同围岩软化程度下隧道围岩变形和衬砌结构的受力变化规律进行计算分析,... 黄土隧道在地下水作用下围岩会发生不同程度软化,强度大幅度减弱,给隧道设计施工带来许多困难。依托陇东某黄土隧道,设置不同软化程度,利用有限元数值模拟软件对不同围岩软化程度下隧道围岩变形和衬砌结构的受力变化规律进行计算分析,同时对围岩软化后现场加固措施以及扩大拱脚的衬砌结构进行对比分析,结果表明:深埋黄土隧道强软化后,拱顶沉降增大了271%,拱底隆起增大了283%,水平收敛增大了205%,初支最大主应力增大了107%,其最不利受力位置出现在拱肩处;采用两种加固措施以及扩大拱脚后,围岩竖向位移减小5.10%~77.81%,初期支护最大主应力减小17.7%~46.5%,由加固处治效果可以看出,锁脚钢管桩加固仅对拱脚围岩变形及衬砌受力有所改善,但效果不明显;衬砌结构采用扩大拱脚可以较好地控制衬砌结构的变形及受力,且施工难度小,成本低;帷幕注浆加固对于饱和黄土隧道围岩软化后的变形及支护结构受力改善效果最佳。 展开更多
关键词 黄土隧道 围岩软化 现场加固 扩大拱脚
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