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基于风速安全系数的交通隧道瓦斯分级标准优化研究
1
作者 庄俊 赵树磊 +3 位作者 温斯逊 郭亚林 郭宗程 郭春 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第7期1328-1335,共8页
针对现行交通隧道瓦斯分级标准中安全系数取值过大且与实际情况偏差显著的问题,提出以隧道断面风速最大值与平均值的比值作为风速安全系数替代传统固定值,以优化分级标准的准确性。通过数值模拟方法,对6种不同断面面积的交通隧道在4种... 针对现行交通隧道瓦斯分级标准中安全系数取值过大且与实际情况偏差显著的问题,提出以隧道断面风速最大值与平均值的比值作为风速安全系数替代传统固定值,以优化分级标准的准确性。通过数值模拟方法,对6种不同断面面积的交通隧道在4种稳定回风风速工况下的通风流场进行分析,重点研究风速安全系数的空间分布规律及其与断面面积的关联性。研究结果表明:1)掌子面区域流场具有显著的非均匀特征,隧道通风流场可划分为涡流区、过渡区和稳定区3个区域,其中风速安全系数在靠近涡流区时呈现较大波动,随着与涡流区距离的增加而逐渐趋于稳定;2)基于稳定区风速安全系数的分布特征,提出按断面面积将交通瓦斯隧道划分为小断面(40~80m^(2))、中断面(80~110m^(2))和大断面(≥110m^(2))3类,并推荐其安全系数取值分别为1.24、1.20、1.16;3)根据修正后的安全系数,明确了3类隧道微瓦斯、低瓦斯和高瓦斯工区的绝对瓦斯涌出量界限值,提出交通隧道瓦斯分级标准,可为瓦斯隧道设计与施工提供借鉴。 展开更多
关键词 瓦斯隧道 瓦斯分级标准 隧道通风 风速不均性 数值模拟 安全系数
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隧道围岩松动破坏机制模型实验及稳定性系数分析
2
作者 刘阳阳 苏永华 +4 位作者 方砚兵 杨忠武 罗彪 崔鹏陆 彭搏程 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期3134-3147,共14页
软岩破坏严重威胁隧道施工和运营安全,极易引发隧道大变形及失稳现象。为揭示隧道软弱围岩松动破坏机制,实现地下结构体系定量化分析与优化设计,以典型的深部静水压力隧道为工程依托开展室内模型试验,并基于围岩稳定性系数指标对地下结... 软岩破坏严重威胁隧道施工和运营安全,极易引发隧道大变形及失稳现象。为揭示隧道软弱围岩松动破坏机制,实现地下结构体系定量化分析与优化设计,以典型的深部静水压力隧道为工程依托开展室内模型试验,并基于围岩稳定性系数指标对地下结构体系稳定性能进行量化评估。首先,利用自主设计的可视化物理模型试验装置,完成深部马蹄形隧道开挖物理模型试验。通过引入粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)、红外热成像温度采集系统以及全场动静态应变采集系统,对物理模型进行全场实时监测,观察并分析洞室开挖过程中物理模型的位移场、温度场和应变场演化特征,探究洞周围岩渐进式破坏模式;然后基于围岩稳定性系数指标,揭示地下结构体系失稳的深层原因;在此基础上,结合软岩复合型变形力学机制,给出相应的围岩稳定性控制优化策略。结果表明,左拱肩处围岩由于受到挠曲变形而出现轻微撕裂,并进一步在拱顶区域发生剪切滑移现象,进而开始剥落并伴随块体弹射现象,岩层出现错动变形并逐步形成宏观裂纹,围岩逐渐进入松动破坏状态。支护系统安全储备充足,能够满足工程基本需求,而围岩结构稳定性系数与其下限值不匹配,导致洞周围岩结构首先经历初始失稳破坏,最终引发整个地下结构体系失稳。系统分析了深部隧道软弱围岩松动破坏机制及围岩稳定性系数,为地下结构体系定量化分析及优化设计提供了新视角。 展开更多
关键词 隧道围岩 松动破坏 模型试验 定量分析 收敛约束 稳定性系数
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城市地下综合交通枢纽站及周边隧道防灾救援管理体系探究 被引量：1
3
作者 陈伟庚 周平 +2 位作者 吴仲伦 张晨妍 郭晓晗 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第S01期62-70,共9页
城市铁路隧道多以地下综合交通枢纽站为中心,包含多条放射状铁路线路,因周围地面建筑物复杂、紧急出口设置困难、多交通方式汇集等特点,防灾疏散救援难度极大。因此,为满足复杂城市铁路隧道的防灾疏散救援需求,基于城市铁路隧道结构、... 城市铁路隧道多以地下综合交通枢纽站为中心,包含多条放射状铁路线路,因周围地面建筑物复杂、紧急出口设置困难、多交通方式汇集等特点,防灾疏散救援难度极大。因此,为满足复杂城市铁路隧道的防灾疏散救援需求,基于城市铁路隧道结构、灾害类型等特点,结合资料调研及理论分析,对城市铁路隧道防灾疏散救援区段、事故等级、分区分级运营管理机制等内容开展研究。结果表明:1)考虑结构型式、隧道连接的目标城市的方向及防灾疏散救援功能和特点等因素,建立地下综合交通枢纽站及隧道区段划分方法;2)依据处置措施类型,可将城市铁路隧道事故划分为日常事故及紧急事故2类,紧急事故又可依据预计影响程度和实时灾情信息进一步划分为特别重大事故、重大事故、较大事故及一般事故,并进行分级管理;3)建立城市铁路隧道防灾疏散救援分级分区运营管理机制,在综合交通枢纽站内特设综合交通枢纽站专职应急组织机构,以实现多交通方式联动救援。 展开更多
关键词 地下综合交通枢纽站 城市铁路隧道 灾害事故 防灾疏散救援 运营管理机制
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盾构隧道双层衬砌结构受力特点及影响因素研究 被引量：1
4
作者 王士民 刘畅 +1 位作者 马晓斌 钟美昀 《土木工程学报》 北大核心 2025年第5期119-128,共10页
盾构隧道双层衬砌结构受力特性是指导设计以及现场施工的重要依据,明确具体的荷载分配情况有利于维持结构的安全与稳定。以狮子洋隧道为工程依托,通过相似模型试验对盾构隧道双层衬砌结构的受力特点及其影响因素进行研究,结果表明:随着... 盾构隧道双层衬砌结构受力特性是指导设计以及现场施工的重要依据,明确具体的荷载分配情况有利于维持结构的安全与稳定。以狮子洋隧道为工程依托,通过相似模型试验对盾构隧道双层衬砌结构的受力特点及其影响因素进行研究,结果表明:随着外部荷载的增大,二衬荷载平均承担比例逐渐减小,管片起主要承载作用,二次衬砌的荷载平均承担比例均低于50%,在常时设计荷载下的荷载承担比例最大为46.22%;二衬内力分担比例与地层侧压力系数成正比,与二衬厚度成反比,地层侧压力系数过大对结构会有不利影响;叠合式结构的二衬内力分担比整体大于复合式结构,可针对二衬功能不同选取对应的接合面形式。 展开更多
关键词 盾构隧道 双层衬砌 受力特点 力学特性 模型试验
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穿越走滑断层隧道柔性接头抗错性能试验研究
5
作者 粟威 陶伟明 +4 位作者 匡亮 张熙 申玉生 曹彧 胡炜 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第6期123-133,共11页
以西部高烈度地区穿越活动断裂带隧道工程为依托,开展大型模型试验,对左旋走滑断层运动下隧道结构的变形模式、受力特征和破坏形态进行分析。深入研究穿越断层破碎带整体式隧道结构,采用节段式衬砌和柔性接头连接下隧道结构的应变响应... 以西部高烈度地区穿越活动断裂带隧道工程为依托,开展大型模型试验,对左旋走滑断层运动下隧道结构的变形模式、受力特征和破坏形态进行分析。深入研究穿越断层破碎带整体式隧道结构,采用节段式衬砌和柔性接头连接下隧道结构的应变响应、位移形式、内力分布和破坏模式,旨在探究断层强制位移作用下隧道结构的响应规律,得出铰接设计对隧道结构抗错断性能提升的影响。研究结果表明,在断层破碎带内设置15 cm长度衬砌节段,并以30 cm长度节段向两侧过渡,衬砌节段之间采用柔性接头连接形式,能够有效减小断层破裂面附近隧道结构的拉、压应变峰值,其中左拱腰处应变峰值降幅达到84.6%;柔性接头可通过剪切、扭转变形承担围岩传递至隧道结构的位错,隧道结构的位移曲线在柔性接头处出现不连续现象;断层走滑错动作用下断层带与活动盘交界面隧道结构受弯最严重,隧道拱腰和拱脚处弯矩最大,采用抗错断措施之后拱腰弯矩降幅最大达到87.1%;柔性接头能够避免衬砌大范围开裂和损伤,仅出现衬砌局部拉、压破坏,显著提升隧道结构的抗错断性能。为高烈度地区穿越活动断裂带隧道工程的抗错断设计提供一定的参考依据。 展开更多
关键词 铁路隧道 走滑断层 柔性接头 节段衬砌 抗错断性能 模型试验
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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
6
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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无导洞法连拱隧道先行洞结构安全与支护参数
7
作者 王峰 方亚彪 +2 位作者 熊藤根 张洋语 袁松 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第6期2554-2563,共10页
针对目前无导洞法双连拱隧道普遍存在先行洞二次衬砌开裂问题,如何改善其受力特征以保证隧道施工及运营期间的安全性是本文研究的重点。以宜金高速黄角坪隧道工程为背景,采用数值计算方法,重点对先行洞初支厚度、钢拱架间距和二衬厚度... 针对目前无导洞法双连拱隧道普遍存在先行洞二次衬砌开裂问题,如何改善其受力特征以保证隧道施工及运营期间的安全性是本文研究的重点。以宜金高速黄角坪隧道工程为背景,采用数值计算方法,重点对先行洞初支厚度、钢拱架间距和二衬厚度等支护参数对先行洞围岩位移、初支和二衬受力特征的影响开展深入研究,提出了合理优化的支护参数。研究结果表明:随着初支厚度增大或钢拱架间距减小,先行洞围岩位移、二衬主应力不断减小,初支主应力不断增大,其中二衬最大拉应力显著减小,初支厚度为0.28 m或钢拱架间距为0.5 m时较最不利情况减小了15%左右。随着二衬厚度增大,先行洞围岩位移、初支和二衬主应力均显著减小,其中二衬最大拉应力减小尤为显著,二衬厚度为0.7 m时较二衬厚度为0.5 m时减少了23.8%。因此适度增大初支厚度或减小钢拱架间距,同时增大二衬厚度可有效改善二衬受力,建议V级围岩浅埋状态下先行洞初支厚度取0.28 m,对应钢拱架型号I22b,钢拱架间距取0.5 m,二衬厚度取0.7 m。 展开更多
关键词 无导洞法 连拱隧道 结构安全 支护参数 数值计算
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基于瞬态热应变的隧道火灾高温衬砌结构变形机理研究
8
作者 王峰 曾锦屏 +1 位作者 方亚彪 陈训 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期856-863,共8页
为探究瞬态热应变对隧道火灾高温下衬砌变形作用机理,基于ABAQUS开发了瞬态热应变模型,采用数值模拟方法对火灾高温下衬砌结构的变形规律进行研究和分析,并进一步考虑了瞬态热应变对隧道衬砌变形的影响。结果表明:所提出模型计算结果与... 为探究瞬态热应变对隧道火灾高温下衬砌变形作用机理,基于ABAQUS开发了瞬态热应变模型,采用数值模拟方法对火灾高温下衬砌结构的变形规律进行研究和分析,并进一步考虑了瞬态热应变对隧道衬砌变形的影响。结果表明:所提出模型计算结果与试验良好吻合;瞬态热应变会减小拱顶、拱肩、边墙区域处的变形,最大减小比例分别为13.4%、10.1%、3.1%;此外考虑与不考虑瞬态热应变下的变形差异存在于3个发展阶段,分别为快速增长、二次增长、下降阶段,其中前2个阶段的主导因素分别为高升温速率、较深处的瞬态热应变,边墙下降段的主要影响因素为环向、纵向瞬态热应变。在不同埋深下,拱顶与拱肩处变形均随埋深增大而增大,受火后期边墙处变形随埋深增大而减小。 展开更多
关键词 隧道工程 结构抗火 瞬态热应变 变形规律 热力耦合 二次开发
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城市轨道交通列车轮轨垂向力测量方法 被引量：3
9
作者 陈鹏涛 漆泰岳 +2 位作者 梁孝 雷波 覃少杰 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第3期81-86,共6页
[目的]城市轨道交通运营中通常会出现大量的隧道病害,列车轮轨力是各种病害的主要成因,因此,需在不影响城市轨道交通列车正常运营的条件下,对列车轮轨垂向力的测量方法进行研究。[方法]以成都地铁7号线茶店子站—一品天下站下行区间道... [目的]城市轨道交通运营中通常会出现大量的隧道病害,列车轮轨力是各种病害的主要成因,因此,需在不影响城市轨道交通列车正常运营的条件下,对列车轮轨垂向力的测量方法进行研究。[方法]以成都地铁7号线茶店子站—一品天下站下行区间道床剥离病害为研究对象,基于弯矩差法理论,采用ANSYS有限元软件建立了静荷载及动荷载作用下的钢轨有限元模型,并对其进行了数值模拟分析。在室内对1根长2 m、3跨布置的钢轨进行了标定试验。[结果及结论]静荷载数值模拟分析表明,钢轨测点可选择在钢轨跨中轨底上表面边缘两侧位置;当钢轨跨中位置受到垂向力作用时,该点沿钢轨方向的应变最大,且应变随垂向力线性增加。通过标定试验测得的标定系数为0.6260×10^(6)kN,而数值模拟测得的标定系数为0.6441×10^(6)kN,两者偏差仅2.8%,可通过静荷载标定试验确定标定系数。轮轨垂向力的测量方法可以更好地评估轨道结构和列车运行的安全性,及时发现安全隐患,并采取相应措施进行修复和改进。 展开更多
关键词 城市轨道交通 列车 轮轨垂向力 测量方法
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大跨软岩隧道边墙开槽半步CD法施工参数研究
10
作者 王峰 张洋语 +1 位作者 陶家清 高恒潮 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第5期133-141,共9页
依托某大跨软岩隧道,提出一种改进CD法,即边墙开槽半步CD法。为探明大跨隧道采用边墙开槽半步CD法开挖的施工力学特征,首先通过现场试验对其施工过程力学行为进行研究分析,再采用三维数值模拟的方法,深入研究Ⅴ级围岩条件下边墙开槽半... 依托某大跨软岩隧道,提出一种改进CD法,即边墙开槽半步CD法。为探明大跨隧道采用边墙开槽半步CD法开挖的施工力学特征,首先通过现场试验对其施工过程力学行为进行研究分析,再采用三维数值模拟的方法,深入研究Ⅴ级围岩条件下边墙开槽半步CD法中边墙开槽及拆撑距离、开挖循环进尺和左右导洞掌子面错距3个因素对初期支护变形、受力及塑性区分布的影响,最终得到优化的施工参数。研究结果表明:(1)现场采用该工法开挖监测断面拱顶最大沉降量为34.1 mm,隧道左导洞水平收敛量大于右导洞,达到30 mm,初期支护变形量主要产生于左右导洞上台阶期间,当左右边墙开挖后隧道初期支护变形增长速率明显变缓。型钢拱架整体承压,左拱肩内侧压应力最大,达到99 MPa;(2)随着边墙开槽及拆撑距离增大,初期支护变形量呈抛物线形增大,边墙初期支护内力增幅显著大于其余部位,建议一次性边墙开槽及拆撑距离不超过5.4 m;(3)当开挖循环进尺超过2.4 m后,初期支护变形、内力和塑性区面积均急剧增大,建议施工开挖循环进尺不超过2.4 m;(4)随着左右导洞掌子面错距减小,初期支护变形量逐渐减小,而初期支护内力与塑性区面积显著增大,建议实际施工左右导洞掌子面错距不小于15 m。 展开更多
关键词 大跨隧道 软岩隧道 施工参数优化 边墙开槽 数值模拟
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蠕滑-强震叠加作用下跨断层隧道动力响应分析研究 被引量：1
11
作者 陈峻博 王天强 +3 位作者 耿萍 孟庆余 霍飞 王旭 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第1期129-138,共10页
处于高烈度地震区的跨断层隧道在遭受断层蠕滑作用威胁的同时,强地震动对隧道的安全运营提出更为严苛的要求。鉴于此,为研究蠕滑-地震作用对跨断层隧道的影响,以汕头湾海底隧道穿越活动断裂带为背景,结合实际工程场地特征及地震动参数,... 处于高烈度地震区的跨断层隧道在遭受断层蠕滑作用威胁的同时,强地震动对隧道的安全运营提出更为严苛的要求。鉴于此,为研究蠕滑-地震作用对跨断层隧道的影响,以汕头湾海底隧道穿越活动断裂带为背景,结合实际工程场地特征及地震动参数,确定了隧址区断层百年蠕滑错动量。考虑衬砌结构的非线性塑性损伤特性,建立蠕滑-强震叠加作用的三维数值计算模型,开展隧道在断层蠕滑导致的初始损伤下的结构动力响应分析研究,得出以下结论。(1)当仅受断层蠕滑作用时,隧道的显著相对变形发生在断层破碎带附近;隧道拱顶及拱底位置的拉压效应较为显著,且表现出明显的受剪切状态。(2)叠加地震作用后,断层带附近隧道的加速度放大现象较为显著,最大放大系数为3.0。(3)叠加地震动作用后,隧道的横向变形和拱腰应变较断层蠕滑单独作用时的隧道响应显著增大。最大水平相对位移增加至2.90 cm,等效塑性应变放大5倍。(4)断层蠕滑作用下隧道的损伤集中在断层面处,而地震动作用将加剧这种破坏,并导致隧道拱肩和拱脚的累积损伤。(5)蠕滑错动后的地震动作用放大了隧道的损伤响应,更大的初始蠕滑错动量导致更严重的损伤量级,更大的PGA则导致更广范围的损伤。相较于无蠕滑损伤的隧道,蠕滑-地震作用下隧道的拉伸损伤衬砌体积可增加224.8%。研究结果可为我国高烈度地震区跨断层隧道的抗震性能设计提供参考。 展开更多
关键词 跨断层隧道 断层蠕滑 地震动作用 数值模拟 结构响应分析 初始损伤 损伤演化
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基于围岩卸荷弱化效应的特大断面隧道超前支护研究
12
作者 郑科 杨文波 +3 位作者 曾文浩 方勇 姚超凡 浣宇翔 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期1710-1722,共13页
为了揭示卸荷过程中岩体力学参数的弱化特性,研究在卸荷弱化效应下不同管棚参数对特大断面隧道超前支护的影响效果。依托重庆火凤山隧道,通过三轴加、卸荷试验得出岩石变形模量和抗剪强度卸荷弱化规律,采用FLAC^(3D)有限元软件建立了考... 为了揭示卸荷过程中岩体力学参数的弱化特性,研究在卸荷弱化效应下不同管棚参数对特大断面隧道超前支护的影响效果。依托重庆火凤山隧道,通过三轴加、卸荷试验得出岩石变形模量和抗剪强度卸荷弱化规律,采用FLAC^(3D)有限元软件建立了考虑围岩卸荷弱化效应的岩体力学参数动态计算模型并验证了计算模型的准确性,在此基础上通过模型试验和数值模拟,就不同管棚布设范围、间距和注浆厚度对特大断面隧道围岩变形及支护结构内力的影响开展系列研究。研究结果表明:1)岩石试样的变形模量和抗剪强度随卸荷量增大而发生不同程度的衰减,试样破坏后残余变形模量仅为峰值的8%,残余黏聚力仅为峰值的23%~32%。2)相比于摩尔库伦模型,动态弱化模型能够更准确地描述岩石破坏特性和围岩卸荷损伤发展过程。3)超前管棚支护能够显著降低围岩变形,改善支护结构内力,使拱顶沉降降低38%,围岩压力降低20%,拱顶和拱肩初支弯矩降低60%~80%。4)围岩变形和结构内力对不同管棚支护参数敏感性不同,管棚布设范围对隧道拱顶沉降影响较小,管棚间距大于40 cm,注浆厚度小于70 cm时,拱顶沉降明显增大;管棚支护能够显著降低支护结构弯矩但对轴力改善效果不明显。研究结果可为隧道围岩在开挖卸荷过程中的参数弱化及特大断面隧道超前支护提供参考。 展开更多
关键词 特大断面隧道 卸荷试验 围岩参数弱化 超前支护 模型试验
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高水压大直径越江盾构隧道安全评价
13
作者 苏昂 何川 +3 位作者 王峻 周欣 封坤 张力 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2884-2894,共11页
为评价高水压大直径越江盾构隧道的安全性,以苏通电力管廊长江盾构隧道工程为研究背景,采用自主研发的装置对错缝拼装盾构隧道开展原型加载破坏试验。首先,分析原型试验结果,揭示了高水压条件下管片结构破坏特征;其次,提出基于椭圆度控... 为评价高水压大直径越江盾构隧道的安全性,以苏通电力管廊长江盾构隧道工程为研究背景,采用自主研发的装置对错缝拼装盾构隧道开展原型加载破坏试验。首先,分析原型试验结果,揭示了高水压条件下管片结构破坏特征;其次,提出基于椭圆度控制的结构形变评价方法和基于M-N承载力曲线的结构强度评价方法,建立了基于管片结构形变和强度的安全综合评价方法;最后,对苏通电力管廊长江盾构隧道安全性进行综合评价。研究结果表明:管片内弧面裂纹出现在拱顶和拱底,最大宽度分别为4.5 mm和11.5 mm,外弧面裂纹出现左拱脚、右拱肩,裂纹最大宽度为0.1 mm;管片破坏特征为内弧面出现多条贯通裂纹,B3块钢筋达到屈服状态,主对拉方向顶底位移增大,管片结构局部失稳破坏;管片结构形变发展可分为一次递增和二次递增2个阶段,提出椭圆度8.17‰作为结构形变控制值,(3 595.52 kN·m,14 988.60 kN)为M/N内力组合发展控制值。苏通电力管廊长江盾构隧道安全综合系数为1.84~3.65,安全余量充足,但要重点加强3号断面的监测。 展开更多
关键词 越江盾构隧道 安全评价 原型加载试验 大直径 高水压
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侧板铰接式穿断层隧道动力模型箱研制及应用研究
14
作者 周鹏发 申玉生 +4 位作者 高登 黄海峰 张熙 高波 铁明亮 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第5期1045-1054,共10页
为满足当前中国对地下工程抗减震试验技术的需求,研发了一种侧板铰接式穿断层隧道动力模型箱。介绍了模型箱的基本构造和工作原理,并建立了动力模型箱的土-铰接侧板-弹簧集中质量模型。以加速度响应2-范数偏差为指标,分析了边界弹簧刚... 为满足当前中国对地下工程抗减震试验技术的需求,研发了一种侧板铰接式穿断层隧道动力模型箱。介绍了模型箱的基本构造和工作原理,并建立了动力模型箱的土-铰接侧板-弹簧集中质量模型。以加速度响应2-范数偏差为指标,分析了边界弹簧刚度对模型箱边界效应的影响,给出了模型箱边界弹簧参数的确定方法。最后,基于该模型箱开展了穿断层隧道大型振动台模型试验,研究了强震作用下断层交界面对隧道结构的影响范围问题。结果表明:模型箱边界效应随模型土阻尼比的增大逐渐减弱;随着边界弹簧刚度的增加,模型土响应与自由场土体响应的2-范数偏差及边界板响应与模型土响应的2-范数偏差均先减小后增大;边界弹簧刚度应该以模型土响应与自由场土体响应2-范数偏差最小值为标准,按照“可柔不能刚”的原则进行确定。振动台试验结果表明,模型系统能够较好反映穿断层隧道交界面附近的分区影响特性;通过衬砌结构整体弯矩和轴力沿纵向的分布特征,得到了断层交界面对隧道结构的影响范围分别为4B(上盘侧)和5B(破碎带侧)。研究结论是对中国高烈度地震区隧道抗震试验技术的丰富,能够为岩土地下工程振动台模型试验提供有益参考。 展开更多
关键词 隧道工程 振动台试验 铰接侧板 模型箱 边界效应 穿断层隧道
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穿越粉煤灰堆积体隧道的地层加固措施研究
15
作者 朱宁波 李梦可 +2 位作者 李希文 姚志刚 余涛 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第8期152-159,200,共9页
我国尚无大断面双连拱隧道暗挖法穿越粉煤灰堆积体地层的工程案例,粉煤灰堆积体地层具有结构松散、胶结性差、承载力不足等特点,在开挖过程中极易发生掌子面塌方、地层沉降等工程问题。依托盐坪坝大断面双连拱隧道工程,通过数值模拟、... 我国尚无大断面双连拱隧道暗挖法穿越粉煤灰堆积体地层的工程案例,粉煤灰堆积体地层具有结构松散、胶结性差、承载力不足等特点,在开挖过程中极易发生掌子面塌方、地层沉降等工程问题。依托盐坪坝大断面双连拱隧道工程,通过数值模拟、室内试验、现场实践等手段研究地层高压旋喷注浆及超前双层小导管支护对粉煤灰堆积体的加固效果。研究结果表明:粉煤灰堆积体地层具有物理指标离散性大、粒径分布范围广、不均匀性差、力学参数弱等不利因素,针对该地层需采取地层预加固和超前加固措施;粉煤灰地层经高压旋喷注浆加固后,地层的物理力学指标黏聚力c和内摩擦角φ分别由137.7 kPa、14.2°提高到1019.2 kPa、31.9°;隧道拱顶沉降位移最大值由34.3 cm减少到2.0 cm,地层和地表沉降位移最大值分别由26.7,21.5 cm减少到1.7 cm、1.6 cm,位移减少90%以上,结构最大内力减少15%;经高压旋喷注浆加固后的地层再采用超前小导管支护,拱顶和地层、地表沉降位移并无明显减少;现场监测拱顶和地表沉降稳定时,位移最大值分别为2.93 cm和2.56 cm,满足变形控制要求。 展开更多
关键词 隧道工程 粉煤灰堆积体 地层预加固 高压旋喷注浆 三轴试验 加固效果
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非对称渗流边界小净距隧道渗流场特征及结构安全分析
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作者 喻炳鑫 陈子全 +3 位作者 何川 李铮 蔡鹏麟 张航 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第3期618-627,共10页
为探究非对称渗流边界条件下小净距隧道渗流-应力场特征及衬砌结构的安全性,以深圳莲塘隧道为工程背景,开展小净距隧道渗流模型实验,并结合模型试验与相似模拟的方法,分析单侧水源条件下小净距隧道围岩渗流水压力分布规律,并揭示不同补... 为探究非对称渗流边界条件下小净距隧道渗流-应力场特征及衬砌结构的安全性,以深圳莲塘隧道为工程背景,开展小净距隧道渗流模型实验,并结合模型试验与相似模拟的方法,分析单侧水源条件下小净距隧道围岩渗流水压力分布规律,并揭示不同补水距离条件下渗流场的演化规律和衬砌的安全性.结果表明:在单侧水源条件下,小净距隧道围岩渗流场呈现出显著的非对称分布,从补水边界到另一侧水位面呈非线性降低,在隧道附近的围岩中水压力在水平方向呈非对称的“W”形分布;围岩渗流场的非对称分布导致了左右洞水压力、排水量和安全系数的非对称;与远离水源的隧道相比,靠近水源的隧道平均水压力和排水量分别增大10.4%和5.5%,安全系数减小3.0%,并且水压力的非对称性更显著;从施工期到运营期,围岩和衬砌水压力分布的非对称性有小幅度增大;随着补水距离的增大,衬砌水压力线性减小,安全系数增大,水压力非对称系数增大;研究结果可为富水地区非对称渗流边界隧道的施工和运营提供一定的参考. 展开更多
关键词 小净距隧道 非对称渗流边界 水源距离 渗流 结构安全
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地层侧压力系数对盾构隧道双层衬砌结构力学特性影响模型试验研究
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作者 马晓斌 王士民 +1 位作者 刘畅 钟美昀 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第4期725-735,共11页
当今盾构隧道的建设规模愈发庞大,洞身穿越的地层复杂多变,单层管片衬砌结构往往难以满足隧道安全性和耐久性要求,由此双层衬砌结构得到了更加广泛的关注。为探究不同地层中盾构隧道双层衬砌结构的适用性,依托广深客运专线狮子洋盾构隧... 当今盾构隧道的建设规模愈发庞大,洞身穿越的地层复杂多变,单层管片衬砌结构往往难以满足隧道安全性和耐久性要求,由此双层衬砌结构得到了更加广泛的关注。为探究不同地层中盾构隧道双层衬砌结构的适用性,依托广深客运专线狮子洋盾构隧道工程,通过相似模型试验,以侧压力系数(0.5,0.6,0.7,0.8)为指标对比分析了不同地层条件下双层衬砌结构力学特性的变化规律。试验结果表明:地层侧压力系数增大,双层衬砌整体更加趋于静水压力场状态,管片衬砌与二次衬砌极限轴力值增大,弹塑性临界点与内力突变点滞后。当侧压力系数从0.5增至0.8时,双层衬砌的极限承载能力提升了66.39%,最大径向位移从15.17 mm减小为9.45 mm,管片衬砌侧向位移受限,二次衬砌辅助管片衬砌承载能力提升。高地层侧压力条件下管片衬砌裂纹发育程度下降,局部掉块现象减少,双层衬砌整体结构的可靠性提升。 展开更多
关键词 盾构隧道 双层衬砌 模型试验 侧压力系数 力学特性
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基于围岩应力变化率确定盾构隧道竖向荷载的等效荷载高度取值方法
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作者 何林根 黄钟晖 +4 位作者 康潇月 刘昊 吕林海 姚超凡 王士民 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第4期182-190,共9页
[目的]现有复杂地质条件下,盾构隧道荷载模式与计算方法的适用性和精确性存在不足,有必要基于围岩应力变化率确定盾构隧道竖向荷载等效荷载高度的取值。[方法]根据相似地层条件下已建盾构工程,提出一种基于围岩荷载临界应力变化率确定... [目的]现有复杂地质条件下,盾构隧道荷载模式与计算方法的适用性和精确性存在不足,有必要基于围岩应力变化率确定盾构隧道竖向荷载等效荷载高度的取值。[方法]根据相似地层条件下已建盾构工程,提出一种基于围岩荷载临界应力变化率确定竖向荷载的方法。结合南宁地铁5号线盾构隧道工程,开展越江盾构隧道穿越土岩复合地层竖向荷载取值方法以及影响因素对竖向荷载变化规律的研究。[结果及结论]基于相似地层条件的已建盾构工程,以围岩荷载临界应力变化率参考值取2%为确定竖向荷载高度取值的依据。数值计算结果表明,埋深对等效荷载高度的影响显著,地下水赋存情况对于等效荷载高度的影响相对较小。 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 应力变化率 等效荷载高度
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正断层错动下地铁盾构隧道的合理避让距离研究
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作者 张逸飞 康潇月 +5 位作者 王天强 代聪 姚超凡 杨文波 何川 吕林海 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第6期117-124,130,共9页
[目的]正断层错动极易导致地铁盾构隧道失稳和破坏,因此需研究正断层错动及其与断层破裂面不同相对位置下盾构隧道的力学特性,以确定合理的避让距离。[方法]建立了考虑基岩上覆土应变软化和管片接头刚度的数值模型,通过离心模型试验进... [目的]正断层错动极易导致地铁盾构隧道失稳和破坏,因此需研究正断层错动及其与断层破裂面不同相对位置下盾构隧道的力学特性,以确定合理的避让距离。[方法]建立了考虑基岩上覆土应变软化和管片接头刚度的数值模型,通过离心模型试验进行验证。通过数值模拟,分析了盾构隧道平行穿越正断层条件下隧道的力学特性。以地铁列车最不利工况下的倾覆风险为基准,讨论了正断层错动下盾构隧道的合理避让距离。[结果及结论]正断层错动作用下盾构隧道发生较大的转动和位移,且错动过程中隧道的围岩压力和内力均发生较大变化,其变化规律同隧道与自由场地破裂面的相对位置有关。盾构隧道使正断层破裂面拓展路径发生明显迁移。正断层错动下地铁盾构隧道的合理避让距离随埋深的增加而减小。在H 0/D(H 0为盾构隧道上覆土层厚度,D为隧道直径)≤1.0时,上盘侧合理避让距离≥1.2D,下盘侧合理避让距离≥1.0D;1.0≤H_(0)/D≤2.0时,上盘侧和下盘侧合理避让距离均≥0.9D;H_(0)/D≥2.0时,上盘侧合理避让距离≥0.7D,下盘侧合理避让距离≥0.9D。 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 合理避让距离 正断层错动
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浆液时效性对盾构隧道管片上浮影响研究
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作者 李文秋 樊孝军 +3 位作者 程良胜 刘琛尧 曹军军 晏启祥 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第3期166-174,共9页
在盾构法施工过程中,管片作为隧道的永久支护结构,需承受复杂的地质环境和多变的水压作用。管片上浮是盾构隧道施工中常见且严重的问题之一,由于管片上浮可能导致隧道结构发生位移和变形,其受力和位移状态直接影响隧道的结构安全性和稳... 在盾构法施工过程中,管片作为隧道的永久支护结构,需承受复杂的地质环境和多变的水压作用。管片上浮是盾构隧道施工中常见且严重的问题之一,由于管片上浮可能导致隧道结构发生位移和变形,其受力和位移状态直接影响隧道的结构安全性和稳定性,极有可能引发一系列安全问题。浆液作为盾构施工过程中注入的填充材料,其时效性对管片的位移和受力状态具有重要影响。因此,需研究同步注浆过程中注浆压力的耗散、浆液变形模量、渗透系数以及浆液超时动态黏度变化对管片位移和受力的影响。以深圳某隧道跨海区间段为研究对象,通过理论计算与数值模拟相结合的方法,深入分析浆液时效特性对管片位移与应力状态的影响。结果表明:注浆导致管片上浮呈现“上大下小”的不规则圆形分布;浆液硬化至1.0 h后,上浮量较初期减少约31%;而管片的Mises应力和压应力则从初期局部集中逐步扩展并趋于均匀,最终分别趋于均匀圆形分布和长短轴比约为3.0的均匀椭圆形分布,从而揭示了浆液时效性对管片整体力学状态重新分布与平衡的显著影响。 展开更多
关键词 盾构隧道施工 渗透阻力 浆液时效性 管片 数值模拟
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