隧道围岩压力运动单元上限有限元计算方法

针对隧道围岩压力与破坏模式问题,应用刚体平动运动单元上限有限元方法（UBFEM-RTME）与程序开展计算分析,获得了支护反力系数N_γ及N_c上限解曲线图和围岩有效间断线网破坏模式及其演变规律。与多种基于假定破坏机构的刚性块体上限法及模型实验结果进行对比分析,验证了UBFEM-RTME方法获得的支护反力上限解为极限分析上限理论框架内的较优解答,并且N_γ及N_c上限解与太沙基围岩压力解答变化趋势基本一致。除N_γ及N_c上限解外,UBFEM-RTME方法获得的隧道围岩有效间断线网破坏模式存在多种形态特征,大致涵盖了既有文献关于围岩破坏机构假定的多种型式,体现出该方法能摆脱假定破坏机构的限制,应用于隧道围岩压力求解具有良好适用性。     

富水岩溶越江盾构隧道注浆材料试验与应用研究

考虑传统材料难以同时满足富水岩溶充填注浆与后续盾构掘进要求,研制一种环保型可控膏状注浆材料(TGM)。通过大样本室内试验,测试TGM材料的主要性能参数及其在岩溶水下浆材的特性,最后将研究成果成功应用于长沙地铁3号线水下岩溶越江盾构隧道注浆工程。研究结果表明:研制的TGM材料具有凝结时间快、屈服应力增长迅速、流动度高、析水率低、结石体收缩率小以及早期强度起效快,后期强度适中等特点;当注浆材料黏土原浆相对密度为1.30,水固比1∶1,添加剂a掺量1%,添加剂b掺量0.15%时,TGM材料的主要性能最优;岩溶水流速低于1 m/s,留存率可达75%以上,岩溶水养护条件下结石体完全压滤后12 h抗压强度可达2MPa,90 d抗压强度8 MPa,渗透系数低至10-7 cm/s,微观结构显示内部呈明显的块团状稳定结构。通过现场注浆应用表明,TGM材料能有效填充水下岩溶,浆液与岩溶充填物胶结紧密,渗透系数降至4.7×10~(-5) cm/s,后续盾构掘进过程无异常突变情况,盾构机姿态可控,注浆与掘进效果达到预期。可以预见,TGM是一种比较理想的水下岩溶越江盾构隧道注浆材料。     

隧道体外排水深埋中心水沟设计参数模型试验研究

隧道深埋中心水沟可有效减少富水地段仰拱高水压及其导致的隧底结构隆起问题。通过设计融合3D打印技术的隧道模型试验,探究了深埋水沟重要设计参数对隧道排水效能及结构安全性的影响规律,进一步地,给出深埋水沟重要设计参数的合理取值区间。研究结果表明：深埋水沟管径参数是影响隧道排水量、衬砌外水压力、结构位移的主导因素且存在阶段性影响规律,在0～0.8 m管径工况下,随着管径增长深埋水沟排水量增长明显,衬砌水压分布型式由“扇贝型”分布逐步转变为“桃型”分布,底部结构从整体显著隆起逐步转为轻微沉降状态,0.8～1.6 m管径工况下,随管径增长隧道排水总量、衬砌水压分布、底部结构位移维持基本稳定状态,兼顾其他控制因素,推荐类似工程中管径取值0.6～1.0 m;深埋水沟埋深参数并非是影响排水效能的主导因素,该参数选取时应从方便现场施工、保证排水效果、利于隧底稳定性等方面综合考虑。     

山岭隧道穿越冲沟段施工风险分析与控制措施

以湖南省炎汝高速公路梅子山隧道为依托,根据冲沟段的地形地质条件,通过数值模拟研究浅埋偏压和拱部出露两种情况的施工力学行为,辨识施工中存在的不利因素,进行施工风险分析,提出隧道穿越冲沟段施工存在塌方、大变形、渗漏水、边仰坡失稳等风险事件,并有针对性地提出风险控制措施.结合现场施工与监测情况,讨论现场实施效果,洞内外变形正...     

3，3’，5，5’-四甲基联苯胺的合成研究

以2,6-二甲基苯胺为起始原料,经过成盐、溴化、水解及偶联反应合成了3,3’,5,5’-四甲基联苯胺,4步反应总收率46.56%。产品经^1HNMR表征。该方法具有操作简单、成本低等优点,适合工业化生产。     

既有基坑围护结构再利用技术研究与应用

在工程结构大规模建设背景下,地层中遗留了大量基坑围护结构,如何利用既有基坑围护结构,实现绿色环保施工,是目前工程技术人员亟待解决的问题。为利用既有基坑围护结构的剩余价值,依托某地铁车站基坑工程,提出将既有基坑围护结构重新用作基坑围护结构设计思路,介绍了具体设计实施方法,并总结既有基坑围护结构再利用流程。研究表明：施工期间基坑始终处于安全稳定状态,提出的既有基坑围护结构再利用设计方法安全可靠;既有基坑围护结构再利用流程主要包括可行性研究、初步设计、安全性分析、辅助改造强化措施和现场实施;与采用常规支护结构相比,基坑利用既有围护结构,节省了施工成本,缩短了工期,减弱了施工对环境的影响,可实现安全、经济、绿色施工。     

粉细砂地层大直径盾构下穿大堤风险控制研究

城市中修建过江隧道通常要穿越两岸防洪大堤,盾构的掘进势必会扰动大堤下卧地层,引起地层位移,以往工程实例研究显示,大堤沉降比普通地表沉降要大很多,而不均匀沉降过大将导致大堤开裂,威胁到大堤的稳定性与安全性。本文基于长沙市南湖路湘江隧道工程实例,对大直径泥水盾构斜下穿湘江西岸防洪大堤过程中,大堤超载、偏压以及大堤下卧饱和粉细砂地层引起的施工风险进行分析,同时提出大直径泥水盾构斜下穿大堤时泥水压力、顶推力参数设置和饱和粉细砂地层中掘进速度控制的相关措施。     

乔家山隧道粘土岩大变形及支护结构稳定性分析

在大西客运专线乔家山隧道粘土岩地层前期施工中,支护结构出现大变形现象和混凝土开裂。为了寻求粘土岩地层隧道的有效支护方案,采用室内外试验对粘土岩物理特性展开了调查。物相分析和微观结构试验结果表明,该粘土岩中含有较多的片状粘土矿物绿泥石和伊利石,致使现场围岩具有流变特性。针对围岩流变大变形,优化调整了支护结构参数。选取典型断面进行支护结构内力监测,结果表明,初期支护钢拱架和二次衬砌混凝土基本上呈受压状态,钢拱架均有部位压应力达到或接近于钢材的屈服强度。然而,在初期支护强度充分发挥基础上,及时施做二次衬砌。二次衬砌受力较小,有效地保证了粘土岩地层的隧道结构安全。本研究可望为粘土岩地层隧道设计和施工提供借鉴,具有一定的工程应用价值。     

前期动载对低塑性粉土静态和动态强度的影响

 低塑性粉土广泛存在于世界范围内,在地震中容易产生液化现象,然而一些基础设施破坏不仅见于地震中也发生在地震后,这就决定了研究低塑性粉土震后行为的必要性。以美国中部密西西比河沿岸低塑性粉土为试验材料,研究动载对低塑性粉土静态和动态强度的影响。在动三轴仪上对试样施加动载引起超孔隙水压力,排水重固结后,分别对2组震动后试样进行静态和动态三轴强度试验。试验结果表明,当液化水平小于0.70时,前期动载对粉土的不排水剪切强度影响不大;相反地,只有当液化水平大于0.70,密西西比河沿岸粉土的震后重固结体积应变和不排水剪切强度才伴随着液化水平的提高显著增加,但相对于砂土而言,重固结体积应变在较低的液化水平时即有明显增加。与前期动载对不排水剪切强度的影响不同,当动载所引起的液化水平为0.35或轴向应变为0.2%时,抗液化强度达到最大值,若液化水平大于0.35,抗液化强度伴随液化水平提高而降低。如果前期荷载引起较大的压应变,在重固结后第二次动载循环中,轴向压力相比轴向拉力引起较小的超孔隙水压力。     

基于BP神经网络的水下岩溶地层#br# 盾构掘进参数预测与分析

随着我国城市地铁网的建设,越来越多的隧道将不可避免的穿越水下岩溶区,受制于岩溶地层的复杂性、注浆加固后地层的诸多不确定性,盾构穿越该类地层施工风险极大,而选取合理的盾构掘进参数是确保盾构安全与高效掘进的关键。以长沙地铁三号线盾构穿越水下岩溶段为工程依托,首先通过统计与分析钻探数据,明确了岩溶分布特征;其次,通过输入地层特征参数和隧道特征参数,建立了可输出盾构掘进速度、推力、刀盘扭矩、开挖仓压力、气垫仓压力和同步注浆量等掘进参数的BP神经网络水下岩溶盾构掘进参数预测模型;最后,对样本数据进行了训练,并成功应用于工程实践。研究结果表明：训练的输出值与期望值吻合度较高,构建的BP神经网络模型具有较好的适应性;输出的预测结果能有效反映实际盾构掘进参数的变化趋势,预测值与实际期望值的平均误差均低于13%,在误差可接受范围内。现场应用结果表明,地表沉降在安全范围内,盾构掘进过程中未发生工程事故,盾构掘进参数选取合理,姿态控制较好。研究成果可用于指导水下岩溶盾构隧道工程施工,且该方法的提出也为其他复杂地层盾构掘进参数合理选取提供了新思路。