崇明长江隧道盾构管片衬砌结构的耐久性设计

为了研究盾构法隧道管片衬砌结构强度的历时老化和衰减及其服务寿命的预测问题,提出了对其进行耐久性设计的一种基本方法。主要讨论的内容有：钢筋混凝土管片结构的腐蚀机理;影响隧道混凝土结构耐久性的主要因素;管片接头螺栓和防水材料的耐久性;钢筋混凝土管片结构耐久性设计方法;隧道结构服务寿命预测,以及提高隧道管片衬砌耐久性的工程措施——综合防治。该研究成果已在崇明长江隧道工程中得到了初步应用。     

某高速公路隧道2次衬砌厚度不足病害整治

2次衬砌厚度不足病害直接降低隧道结构的可靠度.以某高速公路隧道为研究对象,从纵向里程变化和横断面不同位置2个方面对2次衬砌厚度不足病害进行统计分析,将左线和右线2次衬砌厚度不足病害对比分析整治,采用数值分析软件对整治前后衬砌结构受力进行数值模拟以验证整治效率,以期能够为类似隧道2次衬砌厚度不足病害整治提供借鉴.结果如下:1)在横断面位置上,拱顶处2次衬砌厚度不足病害最严重;在纵向里程上,左线拱腰处ZK21+575~600、ZK21+700~725段,边墙处ZK21+750~800段,右线拱腰处K21+800~875段2次衬砌厚度不足病害相对严重,建议加强衬砌健康状况检测;2)得到2次衬砌厚度不足病害整治前后衬砌结构的内力及安全系数变化,整治后衬砌结构的承载力和稳定性明显增强,拱腰和墙脚处安全系数显著增大,十分利于塑性区域明显集中的坑道侧壁的受力,证明整治措施有效.     

机械结构可靠性设计中的安全系数分析

本文重点论述了机械结构可靠性设计中,安全系数与强度、应力之间的关系以及应力、强度分布参数的变化对安全系数、可靠性的影响。     

盾构隧道衬砌结构的力学模型

以南京地铁玄武门站-许府巷站区间盾构隧道为例,建立自由变形圆环、多铰圆环、梁-弹簧3种力学模型,进行衬砌结构的内力计算和分析．     

高速公路隧道结构型式优选模型研究

针对现行选择高速公路隧道结构型式方法上的不足,遴选影响高速公路隧道结构型式选择的主要因素,根据因素的不同层次与类别,借鉴层次分析法,运用模糊优选理论建立并求解高速公路隧道结构型式优选模型,根据模型计算结果确定最优方案,结合实例介绍该方法的具体运用.实例研究表明,运用优选模型选择隧道结构型式能有效克服现行方法的缺点,优选结果正确,方法简便实用.     

基于松阳隧道的衬砌检测研究

地质雷达作为一种重要的无损检测设备,因其操作简便、分辨率高、图像直观在隧道施工中广泛应用.介绍了地质雷达的工作原理、仪器的使用和数据处理的方法,通过松阳隧道衬砌的检测说明了地质雷达的使用方法,总结分析了其在衬砌检测中的有效性和适用性.     

基于可靠性的机械安全系数设计方法的探讨

分析了机械强度计算方法中采用的安全系数法存在的问题 ,运用应力—强度干涉理论 ,详细分析了可靠性与机械安全系数的关系 ,给出了相应的计算公式 .通过示例 ,表明基于可靠性的机械安全系数设计方法是符合实际的 .     

衬砌背后脱空对隧道结构影响三维数值分析

衬砌背后脱空是很普遍的公路隧道病害现象之一,对衬砌结构危害较大.以往通过平面分析认为脱空过大可能导致衬砌外侧沿环向出现较大拉应力,产生纵向裂缝;通过建立三维有限元模型对比发现,局部空洞会导致脱空衬砌外侧出现较大纵向拉应力,可能引起环向裂缝,而几乎不产生环向拉应力.根据三维数值分析得出不同空洞位置、不同围岩级别下空洞对衬砌结构影响.     

基于收敛-约束原理的岩质隧道初衬安全系数计算

以越岭公路岩质隧道为研究对象,构建隧道围岩与支护结构的安全系数.首先,基于围岩开挖后二次应力场的空间效应,确定隧道模型的边界条件、尺寸要求及应力条件.结合实际的隧道工程施工工艺,建立具备开挖支护功能的隧道三维数值模拟研究模型,以该模型作为研究隧道开挖与支护结构耦合分析的基础.基于数值模拟计算,分别构建围岩收敛曲线及纵向变形规律曲线.其次,建立隧道围岩与支护系统的收敛-约束图,并基于收敛-约束原理建立岩质隧道初衬安全系数求解方法.最后,通过案例分析,详细展示上述过程.结果表明该安全系数法可以量化表征围岩开挖与支护过程中的隧道安全性问题.同时,若以安全系数为量化分析指标,则能够对隧道施工工艺进行优化.     

压力隧洞衬砌结构型式选择准则

为了从渗透角度给出压力隧洞衬砌结构型式的选择准则,采用渗流-应力-开裂耦合分析模型,进行一系列组合工况下的压力隧洞内水外渗分析,计算得到在不同工况下不同内水压力时的压力隧洞综合透水率.以综合透水率作为判断隧洞是否渗透破坏的标准,建立破坏内水压力与围岩综合抗渗指标的关系,拟合出不同容许吕荣值对应的破坏内水压力与围岩综合抗渗指标的关系曲线,作为钢筋混凝土衬砌与钢板衬砌以及不衬砌与钢筋混凝土衬砌的分界线.研究结果表明,当围岩综合抗渗指标<25时,必须采用钢筋混凝土或钢板衬砌;当围岩综合抗渗指标较大时,对低水头电站压力隧洞可不衬砌.     

高压隧洞透水衬砌结构研究

基于水荷载的面力和体力作用理论,建立轴对称计算模型,推导了考虑混凝土开裂特征与围岩开挖松动圈影响的相关计算公式,并编制了对应的计算程序,在此基础上实现了基于通用有限元计算平台的透水衬砌计算仿真分析.计算结果表明:采用体力理论时,钢筋应力和裂缝宽度均明显小于面力理论,围岩承担了绝大部分的水压力,充分体现了围岩是隧洞内水压力承载主体的设计理念,对于隧洞局部围岩条件较差区域仅通过增大钢筋用量不能有效控制隧洞的渗透流量,建议对衬砌外围软弱岩体进行局部置换.     

黄土铁路隧道衬砌结构可靠性分析与研究

运营阶段的隧道,随着时间流失其结构是否依然安全可靠?这一直以来都受到了人们关注.而传统的安全系数法在这个阶段已不能发挥它的作用,那么对于施工后衬砌结构可靠性的检验方法也只能运用数理统计知识了.但就其在现役隧道衬砌结构可靠性方面的应用成果来说,目前还比较少,这主要归咎于地下结构有太多的不确定性.而且黄土隧道与其他地层的隧道在结构可靠性的研究成果存在着一定的不通用性.因此,找到一个合理评价黄土隧道衬砌结构可靠性的方法是现阶段最主要的任务之一.为此,本研究提出以SIR-3000地质雷达探测为手段,从实际衬砌厚度入手,应用概率统计知识对运营中的黄土隧道衬砌结构可靠性做出评价,同时,提出在保证必要的结构可靠概率条件下,通过减少施工时的衬砌厚度来降低施工成本的思路.     

建筑结构设计的有关限值及应用探讨

我国建筑结构设计相关规范对轴压比、剪重比、侧向刚度比、位移比、周期比、刚重比、等给出了设计限值,本文论述了规范规定的建筑结构设计中的有关限值的作用,并结合工程实例探讨了结构设计中满足相关限值的重要性。     

高压水工隧洞透水衬砌设计方法与理论研究

基于高压隧洞透水衬砌理论,考虑了钢筋应变不均匀系数ψ_1和裂缝间混凝土应变不均匀系数ψ_2对配筋计算的影响,讨论了透水衬砌的设计方法,给出了使用透水衬砌理论进行工程设计的基本步骤,最后结合工程实例量化分析了考虑应变不均匀系数ψ_1、ψ_2影响的钢筋应力与渗流量变化特征.计算结果表明,ψ_1、ψ_2对钢筋应力和单位管长渗流量均有明显影响,且前者的影响大于后者,同等配筋条件下的钢筋应力差别主要来源于ψ_1,但当配筋率减小到一定程度时(小于0.4%),ψ_1、ψ_2对渗流量的影响可以忽略;同时,随着钢筋应力的逐渐增加,ψ_1、ψ_2的影响逐渐减小,且在钢筋应力达到某一较大数值后(如ψ_1=1.0时,120MPa),由于钢筋的作用得以充分发挥,ψ_2的影响基本可以忽略.     

隧道衬砌检测探地雷达图像分析与工程应用

为了提高隧道病害检测人员对于隧道衬砌病害的识别准确度,基于探地雷达工作原理,结合实际工程应用经验,系统研究衬砌厚度、钢筋及钢拱架分布情况、保护层厚度、围岩破碎富水裂隙发育程度、脱空、不密实、雷达脱离等雷达图像特征及其解译原理,形成一种用于隧道衬砌病害检测的高效探地雷达信号解译方法,并结合实际工程案例进行了分析与验证。其中钢筋在图像上呈现月牙形,脱空在图像上呈弧形反射,不密实表现为杂乱波形,天线脱离呈条带状亮反射。解译方法为隧道衬砌检测提供了参考和依据,有利于隧道病害的及时处理及隧道衬砌质量的准确评价,对提高隧道的整体质量起到重要作用。     

粉煤灰高性能混凝土在公路隧道二次衬砌中的应用

通过室内试验,结合青海公路湟源至倒淌河一级公路隧道二次衬砌的施工,采用三掺技术的粉煤灰高性能混凝土,克服了隧道常见的渗、漏水病害,取得了明显的经济效益和社会效益。     

减震层对浅埋双洞隧道衬砌结构的减震作用

为分析减震层对浅埋双洞隧道衬砌结构的减震效果,采用有限差分软件FLAC3D建立其数值模型,分析减震层与隧道净距对隧道衬砌结构动力响应规律的影响.结果 表明:设置减震层可以减小传递至隧道衬砌结构的地震能量,从而使隧道衬砌结构各监测点的峰值内力与峰值位移均有所减小,但减震层对峰值内力的减小幅度大于对峰值位移的减小幅度;随着隧道净距的增大,衬砌结构峰值内力逐渐减小,并逐渐接近单洞时的地震响应.所得结论可为今后高烈度地震区浅埋双洞隧道的抗震设防提供一定参考.     

双层隧道衬砌结构静力分析

针对双层隧道衬砌结构，建立了既考虑围岩与结构的相互作用，又能考虑车辆活荷载作用的结构计算模型，采用自编杆系结构有限元计算软件按弹性地基梁法对双层隧道衬砌结构进行了有限元分析，得到了衬砌结构在围岩及车辆活荷载共同工作下的变形情况，以及其内力分布状况，最终给出了衬砌结构的各个横截面的设计内力道。