跨断层隧道设置常规抗减震措施振动台试验研究

针对跨断层隧道洞身段设置抗减震措施开展振动台模型试验研究.通过分析围岩与隧道结构的地震加速度响应、地震动应变反应以及隧道结构的震后破坏形态,对设置减震缝、减震层和无抗减震措施3种情况进行对比研究.结果表明:新型滑动装置在单一模型箱内能够较好地模拟断层错动,从而实现对模型系统的非一致性地震激励;断层错动能够引起隧道结构横断面大范围的破坏,因此跨断层的隧道结构必须设置抗减震措施;减震缝可以使隧道结构发生相对变位以降低结构的地震动应变值;减震层材料的缓冲作用可以削弱隧道结构因受围岩约束而产生的受迫振动,从而降低地震动应变值;减震层的减震效果优于减震缝,但是要充分发挥二者的抗减震作用,还需提高衬砌混凝土的强度;拱肩、拱脚和仰拱是隧道结构抗震加固的重点部位.研究结果有利于隧道结构新型抗减震措施的开发,以及为跨断层隧道结构的抗震设防提供参考.     

跨走滑断层隧道地震破坏特征与抗减震措施研究EI北大核心CSCD

针对跨走滑断层隧道设置套管式可变形抗减震措施开展了振动台模型试验研究。通过分析围岩与隧道结构的地震加速度响应、地震动应变响应以及隧道结构的震后破坏形态,以无抗减震措施和无断层为对比例,对在直立与倾斜走滑断层处设置的套管式可变形抗减震措施进行了系统研究。结果表明:隧道结构不跨断层时的破坏多由静力所致;无论隧道结构是否跨断层,即使采用抗减震措施,拱脚和仰拱的破坏均十分严重,应根据破坏机理对二者进行重点抗震加固;在实际工程中选用套管式可变形抗减震措施,宜将外套管设置在断层活动性较强的一侧,且让两套管共同承担断层的剪切作用能较好的发挥抗减震作用;在隧道结构选线阶段应尽量避免穿越断层或其他不良地质地段,保证隧道结构所在围岩介质的连续性,使隧道结构自身具备良好的抗震性能,胜过采用抗减震措施。研究结果有利于隧道结构新型抗减震措施的开发,以及为跨走滑断层隧道结构的抗震设防提供参考。     

地震动力作用下纤维混凝土隧道衬砌的试验研究

通过与普通混凝土衬砌结构的对比,研究了纤维混凝土衬砌结构在地震动力作用下的反应和破坏形态.基于相似理论,采用5 m×5 m三向地震模拟振动台进行模型试验,通过输入不同大小的地震波,研究纤维混凝土衬砌在地震动力作用下的破坏特征,并探讨破坏机理.试验结果表明:素混凝土衬砌抗拉强度低、脆性大,裂缝基本呈直线型,断口干净整齐,裂缝挤压处有明显掉块痕迹;纤维混凝土具有限制裂缝发展和结构变形的能力;在地震动力作用下,纤维通过黏结应力能够使混凝土吸收更多能量,降低幅值,反应滞后,减轻了地震力对结构的破坏;纤维混凝土衬砌裂缝多呈锯齿形,挤压松散的小碎块通过纤维黏结在裂缝口.     

地铁隧道管片错台风险评估体系的研究和探讨

管片错台是盾构施工过程中的常见现象,会引发管片局部破损(开裂)、盾尾漏浆、隧道漏水等风险,而导致错台的主要因素有同步注浆控制、盾构姿态、总推力反力竖向分力、掘进速度、地层条件和拼装作业等。基于风险评估理论,笔者采用广义函数法建立地铁隧道的风险评估体系。利用G₁法计算风险指标的权重;由风险指标与错台量的关系,将定性指标予以量化,同时,按照统一标准进行规范化,得到其价值标准;计算系统的总价值,将系统的安全等级划分为优、良、中、差4级。采用此评价体系对地铁隧道进行管片错台风险评估,得出量化的评估结果,进而为选取掘进参数和提出施工对策提供依据。     

考虑稠度空间分布的盾构壁后注浆扩散模型

盾尾脱离管片后,在土体与盾构隧道管片间形成一个环形柱状空隙,对盾尾空隙进行壁后注浆,是控制地层应力释放和地层变形的重要手段。注入土体的浆液会对管片造成一定压力,易导致管片错台、开裂。基于半球面扩散原理,考虑浆液在空间分布上的不均匀性,研究了幂律型浆液的稠度时空分布,获得浆液压力分布与浆液作用于管片的压力计算公式。通过实例分析,对比是否考虑浆液稠度空间分布计算结果,同一扩散半径处,考虑浆液稠度空间分布时,浆液压力较大,浆液作用在管片上的力计算结果为不考虑时的2倍,考虑浆液稠度空间分布的计算结果对于工程而言是偏于安全的。建议计算幂律流型浆液作用在管片上的压力时,采用本文提出的考虑浆液稠度空间分布的计算公式。     

TBM施工隧道超欠挖对围岩及支护结构影响分析

结合西安—南京线桃花铺1^#隧道采用隧道掘进机(TBM)施工实践，运用有限元法，针对TBM施工隧道中常见的轴线偏移问题，定量分析了TBM施工隧道超欠挖对隧道围岩及支护结构的影响，得出的结论可供同类工程参考。     

TBM施工隧道超欠挖对围岩及支护结构影响分析

结合西安 -南京线桃花铺 1 #隧道采用隧道掘进机 (TBM)施工实践 ,运用有限元法 ,针对TBM施工隧道中常见的轴线偏移问题 ,定量分析了TBM施工隧道超欠挖对隧道围岩及支护结构的影响 ,得出的结论可供同类工程参考。     

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。     

一种新型既有隧道临时支护钢架的构思

阐述了新型临时支护系统对比现有临时支护结构的优点,从新型钢架的截面尺寸、材料选择、结构构造等方面对现有的临时支护钢架进行改进,并应用ANSYS对结构进行有限元检算。     

钢纤维混凝土管片抗剪承载力设计方法研究

通过实际算例详细介绍了我国和欧洲规范关于钢纤维混凝土结构构件抗剪承载力的设计方法。计算结果表明:和欧洲规范设计理论不同,应用我国规范设计方法进行管片抗剪承载力设计,主要是考虑混凝土的抗剪承载力,并没有考虑纵向钢筋对斜裂缝的控制作用,在一定条件下,我国结算结果保守;考虑钢纤维影响,当截面内力较小时,按我国规范计算钢纤维混凝土管片斜截面增加的抗剪承载力比欧洲规范计算结果至少40%左右。因此,建议针对应用我国规范进行钢筋钢纤维混凝土管片抗剪承载力设计的相关内容应作相应调整。本研究可为优化我国钢纤维预制盾构管片的抗剪承载力设计提供参考。