盾构隧道环间纵向压力时变规律研究

盾构隧道断面上受到纵向压力的大小,一方面影响环缝止水垫的防水性能;另一方面影响环缝刚度,从而影响隧道纵向不均匀沉降的发展。目前实际工程中主要依据经验估测隧道中残留的纵向力。通过求解描述隧道受力变形特征的微分方程,建立了隧道任意断面纵向力随时间的变化关系,并将理论解与现场试验实测结果进行了对比,二者具有良好的匹配性。研究结果表明,隧道纵向力在波动中下降,最终残留的纵向力大小与混凝土徐变系数和周围土体的压缩模量有关,约为掘进阶段千斤顶顶力的20.4%~44%。     

基于内聚力模型的钢筋混凝土梁破坏机理研究

基于内聚力模型理论探讨钢筋混凝土梁在外荷载作用下断裂破坏的力学机制,对比分析钢筋混凝土梁原型实验与数值计算结果,研究钢筋混凝土梁在不同配筋率和螺旋箍筋倾角条件下,梁体裂纹的分布、扩展规律和破坏形式。研究结果表明：(1)内聚力模型模拟钢筋混凝土结构断裂破坏优势显著,能够再现梁体裂纹萌生、扩展和断裂破坏过程;(2)少量和超量配筋均会使钢筋混凝土梁表现出脆性破坏的特征,而配筋率适中则能充分发挥钢筋混凝土梁的延性特征,更加易于梁体承载;(3)螺旋箍筋倾角为80°时,梁体的正截面承载能力与斜截面承载能力均达到最大值。     

盾构接收中钢套筒的受力变形特性与实测分析

富水砂性地层中在盾构接收时极易发生涌水、涌砂等事故,是盾构施工过程中的重大风险源之一。以上海轨道交通11号线龙华路站钢套筒接收工法盾构接收的工程实践为依托,首先采用数值模拟对钢套筒在盾构接收施工期间的受力和变形规律进行了分析,然后通过钢套筒变形和防汛墙沉降的现场实测数据验证了钢套筒接收工法的可行性。结果表明,盾构推进使钢套筒结构的最大拉应力由后端板逐渐发展为筒体与地连墙连接部位的底部,筒体结构的环向应力为纵向应力的2~7倍、腰部以下的环向轴力增长明显、腰部累计变形将近10 mm,筒体底部的纵向应力增长明显、腰部的纵向弯矩变化明显。盾构推进导致筒体结构的底部外张、腰部内凹,筒体的径向变形由横鸭蛋变为竖鸭蛋并最终变为8字形,椭圆度达到3‰,但是盾构推进对后端板的应力和位移变化均不明显。筒体与地连墙间的接缝、钢套筒分块间的腰部接缝和底部接缝均是盾构接收中钢套筒结构受力和变形的薄弱部位。盾构完全进入钢套筒后,钢套筒结构的受力和变形最为不利。工程实测表明,采用钢套筒接收工法进行盾构接收安全、可行,但在工程实践中应重视腰部、底部和后端板位移实测数据的大的波动,规范施工操作并加强监控。     

深部大变形巷道锚注加固数值模拟分析

随着我国可开采煤炭资源的减少,煤矿开采向深部复杂地层发展,而深部复杂地层煤巷支护是困扰很多煤矿企业正常生产的一个重要难题。采用有限元数值分析方法,对某巷道锚喷支护和锚注加固进行了研究,分析比较了注浆前后巷道位移、应力和塑性区范围。分析结果表明,在锚喷支护提高岩体强度不能满足巷道使用要求时,采用锚注加固有效的提高围岩的残余强度,保证巷道长期稳定性和安全性。所得结论对类似的巷道支护及加固工程具有重要的指导意义。     

大断面硐室卸载过程优化设计数值模拟研究

保证大断面硐室开挖过程的稳定,是地下工程面临解决的一个关键问题。工程实践表明,不同的卸载顺序对围岩的损伤、变形有着不同的影响。采用FLAC3D软件对不同的卸载顺序进行数值模拟,比较不同的卸载顺序所产生的应力分布、围岩位移及塑性区范围的差异,优化卸载过程,为在实际工程中选择合理的卸载顺序提供理论依据,以便充分发挥围岩的自承能力,确保大断面硐室开挖过程的稳定,降低支护成本,缩短工程工期。     

巷道围岩松动圈支护理论及测试技术

巷道围岩松动圈支护理论是20世纪70年代末产生的一种软岩巷道支护理论,此后不断发展完善,形成了以围岩分类、支护理论、测试技术、支护设计与施工相结合的一整套支护理论体系,实践支护效果显著,应用广泛.本文主要介绍了巷道松动圈支护理论的基本内容,阐述了几种常用围岩松动圈测试技术的基本原理,并结合工程实例,介绍了地质雷达在测试围岩松动圈中的应用,取得了较好的测试效果,具有一定的推广意义和应用价值.     

唐口煤矿主井井简注浆堵水方案及应用

针对唐口煤矿地质条件复杂、涌水量较大等特点,提出了采用单液水泥浆和黏土水泥浆等2种浆液对主井井筒进行地面预注浆。注浆工程竣工后,开挖施工井筒,对整个注浆段剩余涌水量进行实测统计发现:井筒剩余涌水量不足2m3/h,平均堵水率为96.9%,注浆堵水效果显著。     

彭庄煤矿主排水泵房的整体加固技术与数值模拟

在对彭庄煤矿主排水泵房基础的加固治理中,当泵基础遇到煤层时,采用混凝土置换煤层以弥补煤层强度的不足,确保了泵房基础的持久稳定;在泵房吸水井、配水井和配水巷的施工中,采用了强抗微让的整体加固方案,有效防止了泵房主硐室一侧下沉;基于FLAC3D软件对加固方案进行了数值模拟,并对泵房围岩收敛变形和深部位移进行了长期监测,监测结果表明围岩收敛变形量仅为2 mm,深部围岩未发生位移,泵房硐室整体一直保持稳定.     

TNT当量法估算地铁恐怖爆炸中的炸药当量

面对全球愈演愈烈的爆炸恐怖袭击,地铁隧道遇到的威胁越来越大。通过收集整理全球范围内针对地铁隧道的爆炸恐怖袭击事件,结合地铁隧道自身结构的特点和安全防范措施,给出在地铁内实施爆炸的爆炸物的特点和爆炸物TNT炸药当量的标准,利用爆炸冲击波峰值超压计算公式和标准TNT炸药表面爆炸空气冲击波曲线对相应当量爆炸物的超压进行计算,进而评价其杀伤力和破坏力。研究成果可为地铁结构应对恐怖爆炸袭击应急预案的制定提供依据。     

钱江隧道管片拼装过程中的力学行为实测分析

钱江隧道是目前世界上最大直径的软土盾构法隧道工程之一。通过在典型地层深埋段埋设全断面的隧道试验环,对盾构拼装管片的全过程及拼装后管片结构的受力特征进行了现场实测。监测结果表明,管片结构内力在拼装过程中受到管片相对位置及相互接触关系的变化影响,经历了波动、微调整直至平衡状态的变化过程。多数管片在拼装阶段的实测内力小于正常使用阶段管片理论内力的30%,但高于拼装阶段管片内力的理论值,最高可达到拼装阶段理论值的10倍以上。管片拼装过程中的内力实测值经历了波动或跳跃后逐渐逼近拼装阶段的理论值。值得注意的是,实测值的变化曲线表明:个别管片局部内力出现突变,实测突变值达到正常使用阶段理论值的3倍以上。因此,尽管管片之间通过管片间接触条件及相对位置的调整使管片结构的内力较快调整至正常状态,但该过程中出现管片内力局部过大的情形对管片结构的耐久性和长期承载性能可能造成影响,在今后的设计和施工控制中应予以充分考虑。