超载作用下软土盾构隧道横向变形机理及控制指标研究

隧道横向变形直接关系到结构安全,首先采用数值模拟方法研究了地面压载、土体侧向压力系数和土体抗力系数对隧道横向变形发展的影响,研究了隧道横向变形随压载的变化发展规律,建立了隧道直径变化和混凝土受力、螺栓受力以及接头张开量之间的关系,提出了以隧道直径变化作为隧道横向结构性态发展的判定指标;根据隧道横向变形发展规律,利用隧道结构变形发展过程中的结构几何特征,建立了隧道变形量发展的几何简易分析方法,利用该方法直接测量隧道直径变化就可以判定隧道变形状态,为隧道结构安全评价提供了十分简单有效的手段。     

盾构隧道纵向沉降模式及其结构响应

软弱地基的不均匀沉降导致隧道结构产生附加结构变形与次生内力,根据大量工程实测资料,总结了包含盾构隧道施工与长期使用阶段在内的隧道地基沉降的4种典型模式,然后基于弹性地基理论,分别推导并给出了这四种地基沉降模式下隧道结构的纵向变形及结构内力解析表达式,探讨了不同地基变形模式下隧道结构的响应规律,这为隧道的纵向设计及考虑纵向剪切传递影响的横向设计研究奠定了基础。     

盾构隧道纵向沉降模式及其结构响应

软弱地基的不均匀沉降导致隧道结构产生附加结构变形与次生内力,根据大量工程实测资料,总结了包含盾构隧道施工与长期使用阶段在内的隧道地基沉降的4种典型模式．然后基于弹性地基理论,分别推导并给出了这四种地基沉降模式下隧道结构的纵向变形及结构内力解析表达式,探讨了不同地基变形模式下隧道结构的响应规律,这为隧道的纵向设计及考虑纵向剪切传递影响的横向设计研究奠定了基础。     

柿子园隧道进口初支侵限变形分析及控制措施

隧道在穿越断层地带时由高地应力引起的支护结构变形侵限问题是隧道建设施工中难点。详述了柿子园隧道进口D2K77+075～D2K77+170里程范围内初期支护变形侵限段情况,在分析该里程段变形原因的基础上,提出了变形控制措施,保证了支护结构的质量和安全,为隧道等地下工程建设提供了技术支撑和工程典范。     

盾构隧道的结构病害及其成因探析和治理措施

随着大量盾构隧道投入运营,隧道结构的病害问题逐渐显现。本文从影响和引起隧道结构病害的原因出发,对盾构隧道服役寿命期内其结构病害的情况进行了总结,阐述了盾构隧道结构病害、劣化的主要类型及其内在和外在的表征形式。事实显示,引起盾构隧道结构病害的主要成因包括:运营期特殊荷载导致的隧道结构突发损伤、隧道结构耐久性不足和隧道结构变形等长期行为产生的损伤。盾构隧道结构的病害和损伤主要包括管片和路面结构混凝土开裂、破损剥落;钢筋锈蚀且与混凝土粘结力降低;管片连接螺栓锈蚀或长期受应力腐蚀作用产生扭曲变形甚至断裂;隧道衬砌环纵缝的错台变形、接缝张开等;另外还包括隧道管片、衬砌接头、螺栓孔等位置的渗漏。     

建筑结构底板施工对下方地铁隧道的影响分析

为研究基坑施工和结构底板施工等对下方既有地铁隧道结构安全的影响,以某地铁上盖建筑为研究背景,运用有限元软件建立了地铁上盖建筑-地铁隧道的数值分析模型,分析了上部结构底板施工对下方地铁隧道变形的影响。并结合隧道变形的监测数据,探究了建筑结构底板施工对隧道变形影响的原因及控制方法。相关研究成果可为地铁上盖建筑的安全施工提供参考和依据。     

运营期地铁隧道结构变形监测探究

地铁隧道是整体地铁工程的重要组成部分,整体结构的变形会给运营安全带来巨大隐患。所以对变形的监测要能够发现问题,以保障地铁运营安全。本文就隧道结构变形监测的基本原则和具体要点进行了分析。     

石柱槽隧道支护结构变形监测分析

通过对沪蓉高速公路石柱槽隧道支护结构变形监测与分析,获得了在复杂地质条件下各施工阶段隧道支护结构的变形和受力的变化规律,参照相应断面的变形实测值,就能掌控隧道洞身的形变,判断掌子是否安全稳定,对现场情况和后续施工做到心中有数,采取正确及时的施工措施,可有效地控制施工阶段围岩变形,为隧道的支护体系设计优化提供依据,从而起到科学指导施工。     

软土地区某运营地铁线路上部基坑施工对地铁隧道影响的监测与分析

新金桥广场基坑围护结构位于正在运营的地铁隧道顶部。通过有效的隧道结构变形监控指导施工使其对地铁隧道的影响控制在允许范围内,本文对这一成功经验进行有益的总结,为今后同类工程的隧道结构变形监测提供参考价值。     

某油气管道隧道结构设计与分析

油气管道隧道断面形式小,荷载条件复杂,其衬砌的受力特性和普通的铁路、公路隧道有所不同。以某油气管道隧道为例,建立岩体结构平面应变分析有限元模型,对隧道围岩地层的应力、位移、变形和内力进行结构计算,得出隧道衬砌的强度安全系数及结构裂缝宽度,确定和验证了隧道围岩的支护方式。分析可知,用有限元数值方法对隧道进行结构模拟计算能较真实地反映隧道结构的内力和变形情况,可以用于对二次衬砌结构安全性能进行评价,为类似隧道的结构设计提供科学依据。     

衬砌背后双空洞影响下隧道结构的安全状态分析

衬砌背后多空洞的存在使隧道结构受力状态更加复杂,极易引起结构开裂并直接影响到隧道结构的安全性。针对Ⅳ级围岩两车道公路隧道,采用数值模拟和模型试验分别研究拱顶或拱肩背后存在双空洞条件下隧道结构的安全状态。数值模拟结果表明:衬砌背后双空洞的存在,显著改变了隧道结构内力分布,恶化了结构受力状态;空洞尺寸增大会导致隧道结构轴力整体降低,并使空洞范围内及两空洞之间的隧道结构弯矩明显增大;两空洞间隧道结构各截面安全系数较无空洞时显著降低,并表现出随空洞尺寸增加而逐渐降低的趋势,该区域也是隧道结构安全性评价重点部位;拱肩衬砌背后存在双空洞时,其对结构截面安全系数的影响较拱顶和拱肩分别存在空洞的情况更大。模型试验得到的空洞对衬砌结构安全系数影响规律与数值模拟结果基本一致,并获得了双空洞作用下衬砌结构的破坏演化规律。研究成果可为隧道衬砌背后空洞的致灾机制和灾变控制研究提供参考和借鉴。     

公路隧道结构安全性分析及病害整治

为了提高公路隧道结构稳定质量,主要从隧道病害种类与危害、隧道病害整治措施两个方面展了论述,以确保公路隧道结构安全,对公路隧道结构病害事故起到预防作用。     

隧道结构防火研究综述

随着我国交通隧道建设的飞速发展,隧道的消防安全问题也随之而来,并且受到越来越多的关注;结合国内外近年来在隧道结构被动防火方面的研究进展,总结了隧道火灾的危害性和特点,以及提高隧道衬砌结构耐火性能的措施,为保障隧道的消防安全提供一些参考,并对需进一步深入研究的问题提出建议。     

隧道对地表临近既有建筑物层间位移影响分析

城市地下隧道的存在将改变地表临近既有建筑的地基条件,进而影响建筑的地震响应。基于广义层间位移谱,研究地下隧道对距隧道不同距离的地表建筑结构的层间位移的影响,同时分析隧道对结构层间位移沿无量纲高度分布的影响。结果表明:地下隧道的存在将增加临近地表建筑结构的层间位移,对结构的安全性带来危害,在工程设计和分析中不容忽视;当地表建筑位于距离隧道中心线2倍隧道直径的区域外时,隧道的影响可以忽略;隧道的存在对临近建筑结构层间位移沿高度分布趋势的影响并不明显,但是将显著增加结构抗震性能薄弱部位的层间位移。     

高烈度地震区隧道设置减震层的减震原理研究

现场调查表明:汶川大地震震区隧道结构受到比较严重的破坏,严重影响了灾区救援和重建,可见传统的隧道抗震技术已不能保证高烈度地震区隧道结构的安全,为此利用波动理论对隧道减震层减震模型进行研究,推导地震波沿隧道结构轴线方向作用下的减震计算公式,研究减震层厚度、减震层弹性模量、减震层刚度和地震波输入频率等参数对隧道减震效果的影响,并通过室内模型试验验证隧道减震层减震模型的减震效果。研究成果可为高烈度地震区隧道结构减震设计提供参考。     

大断面隧道施工引起的上覆地铁隧道结构变形分析

北京地铁5号线崇文门站是在既有地铁隧道下方采用暗挖法施工的地铁车站,下穿段新建车站隧道断面宽24.2 m、高11.46 m,与既有地铁隧道结构间净距仅1.98 m。实测数据表明:施工引起的既有地铁隧道结构变形以沉降为主,沉降主要发生在导洞施工阶段;隧道结构呈刚体特征,沉降曲线近似线性,变形缝处隧道结构最大沉降31.26 mm,变形缝两侧最大差异沉降14.0 mm;道床则表现出一定的柔性特征,沉降曲线呈非线性;不协调沉降导致道床与隧道结构发生了脱开,最大脱开值12.7 mm,最大脱开范围7.0 m。采用灌浆加固对道床与隧道结构间的脱离区域进行了治理,并通过注浆对既有地铁隧道结构进行了抬升,最大提升值达16.0 mm,使既有地铁线路的高程损失得到了一定恢复,最终将既有地铁隧道结构沉降控制在16.75 mm内,确保了施工期间既有地铁线路的正常运营。     

拟静力法计算隧道横截面地震响应的一点改进

隧道、输水管道、地下管廊等地下结构的应用日趋增多,此类地下结构在地震作用下的动力响应将会以形变的方式体现。隧道地震响应目前有众多计算方法,本文就土-结构相互作用的解析解进行研究,估算圆形隧道横截面的变形和力。本文基于弹性力学理论,就两种相对刚度法的原理与计算结果进行了对比与分析,建立了两种方法的转化关系解析解,便于工程应用。通过对前人的研究成果总结与分析,对拟静力法计算隧道横截面地震响应做了相应的改进,并与已有算例进行对比,使其更加接近于真实的地震响应结果,文章成果对于地下结构初步设计具有一定的借鉴意义。     

跨断层隧道抗减震措施性能振动台试验研究

跨断层的隧道工程在中国高烈度地震区已经越来越普遍。针对目前土木工程抗震设计规范对跨断层隧道的不适用性,通过振动台模型试验研究了隧道结构常规与新型抗减震措施在地震动力荷载作用下的响应特性和破坏机理。结果表明：断层滑动装置在单体模型箱中模拟断层滑动状况良好;套管式可变形结构的抗减震性能最好;减震层可以提高隧道结构整体的耐震性能;减震缝通过提高隧道结构纵向自由度而减轻震害。分析了隧道结构在地震中发生破坏的初始位置与破坏过程,揭示了各种抗减震措施的作用机理。最后,将地震烈度与隧道结构破坏过程相结合,提出了各种抗减震措施的适用条件。为研发新型隧道抗减震措施与隧道抗震设防提供参考。     

建筑物对盾构隧道施工引起地面沉降模式的影响

本文以盾构隧道施工引起的地面沉降为对象,研究邻近地表建筑物的存在对其发生发展的影响。以具体工程为依托,以实际工程监测和数据分析为主要手段,研究得出：在有邻近地表建筑物存在时,地表沉降曲线形状与无建筑物存在时相似,均符合高斯曲线的形式;区别在于有建筑物存在时,地表沉降曲线的峰值要比无建筑物存在时小,曲线的反弯点离隧道轴线的距离要比无建筑物存在时远;说明了地表建筑物的存在以及建筑物基础与地基相互作用提高了盾构隧道穿越地基土层的刚度,对盾构隧道引起的地表沉降有控制作用。在盾构隧道施工及监测的过程中,可依据该特点合理布设有无地表建筑物存在情况下的监测测点,并对盾构隧道引起的建筑物及地标开裂现象做出合理的预测。     

基于流固耦合分析的富水隧道外水压力与限量排放标准研究

隧道衬砌结构外水压力和限量排放标准是岩溶山区隧道工程建设关注的焦点。以某富水隧道为依托,借助FLAC~(3D)软件通过流固耦合数值分析,对富水隧道衬砌结构合理的外水压力取值和限量排放标准进行研究。分析了围岩无注浆条件下隧道外水压力随排水量的变化规律,进而提出了基于结构安全的隧道外水压力取值和地下水排放标准,同时分析了围岩注浆条件下隧道外水压力随注浆圈厚度和地下水排放量的变化规律,提出不同注浆厚度条件下地下水排放标准和合理的注浆圈厚度取值。