大断面瓦斯隧道掘进爆破与安全

介绍了侯月线云台山隧道煤系地层段瓦斯隧道施工的爆破安全技术，对大断面瓦斯隧道施工中的爆破设计、施工与安全问题进行了探讨．总结了我国首例安全通过１７４０ｍ煤系地层段的爆玻施工技术与经验．     

大断面瓦斯隧道掘爆破与安全

介绍了侯月线云台山隧道系地层段瓦斯隧道施工的爆破安全技术，对大断面瓦斯隧道施工中的爆破施工，施工与安全问题进行了探讨，总结了我国首例安全通过１７４ｍ煤系地层段的皮施工技术与经验。     

新建隧道下穿既有重载铁路路堤动力响应研究

随着重载铁路的快速发展,既有重载列车振动荷载对下穿新建隧道稳定性的影响受到关注.采用激振函数模拟重载列车竖向振动荷载,基于有限差分法分析不同行车方式、隧道埋深、开挖进尺时隧道围岩的动力响应特征.计算结果表明:隧道拱顶、拱腰和拱脚运动趋势近似于简谐振动,峰值位移和峰值加速度由大至小依次为拱顶、拱腰和拱脚;重载列车双线行驶情况下围岩变形和振动均大于单线行驶;随着隧道埋深的增加,监测点位移和加速度响应特征逐渐减弱;新建隧道开挖至交叉点时监测点位移和加速度均处于最大值,在掌子面与交叉点距离相同的情况下,掌子面未通过交叉点时监测点位移和加速度响应特征均小于掌子面通过交叉点的情况.     

爆破振动激励下的隧道洞口动力响应

对隧道洞口在爆破振动激励下的动力响应进行讨论.分析了隧道在爆破开挖下洞口边坡危险滑面的确定方法,建立了具有结构面的隧道洞口边坡在爆破振动激励下的动力响应计算模型;并在实际工程背景基础上针对爆破振动作用下的洞口边坡和支护结构的动力响应进行了分析计算.结果表明,爆破振动的强度、振动持续时间、隧道开挖距离、洞口边坡特征以及支护结构强度等因素均会影响到隧道洞口边坡的安全稳定性;在爆破振动持续时域内,洞口边坡安全稳定性系数会在一定范围内产生振荡,隧道支护结构上会产生附加爆破振动压力.     

既有铁路隧道荷载下下穿隧道不同断面位置动力响应分析

当新建隧道下穿既有铁路隧道时,重载列车荷载对下穿隧道的影响不能忽视.以某新建交叉隧道为研究背景,通过激振力函数得到重载列车激振荷载,运用有限差分软件建立三维模型进行数值模拟,选取开挖深度为33.5米、50米、66.5米的三个工况,研究上跨隧道重载列车荷载对于下穿隧道的动力响应.结果表明:随着监测断面与交汇位置距离的减小...     

小净距交叉隧道爆破方案研究

新建隧道从既有铁路隧道上方穿过,形成空间立体交叉隧道,两隧道最小净距为1．365m．新建隧道在距交叉点10m以外采用方案一爆破施工,10133以内采用方案二爆破施工,同时对既有铁路隧道衬砌进行了振速监测,以期指导新建隧道的爆破施工．研究表明,这两种不同的爆破方案,有效地减弱了新建隧道爆破振动对既有铁路隧道的影响,在满足既有铁路隧道衬砌安全的情况下,新建隧道最终安全通过小净距段,且没有影响工期;同时,研究发现,径向振动速度最大,且频率较低,属易破坏方向．     

铁路客运专线明挖大断面隧道施工监测分析

通过对海南东环铁路美兰机场明挖隧道试验段施工跟踪监测,获得了围护结构变形与内力变化的一些规律.监测表明:1)围护结构水平位移随工期的延续而增加,基坑开挖完成后逐渐趋于稳定,最大位移值大约出现在开挖深度的三分之一处;2)锚索拉力随基坑施工工况不同而变化,基坑开挖中漏水、涌砂等情况对锚索拉力也有较大影响;3)钢支撑轴力控制标准较为严格,承载能力还有一定潜力,轴力变化平稳,略有波动.     

上软下硬地层大断面铁路隧道施工方案优选研究

为进一步提高复杂围岩条件下隧道开挖的安全稳定性,依托八苏木铁路隧道工程,通过数值模拟的方法研究了上软下硬复合地层下大断面铁路隧道施工方案优选,对比分析台阶法、三台阶临时仰拱法、CRD法和三台阶七步法的初支结构位移及内力.综合结构位移及内力考虑,使用三台阶七步法进行开挖为最优方案.     

隧底富水围岩脱空条件下重载铁路隧道动力响应

为研究隧底围岩脱空对水-力耦合作用下重载铁路隧道动力响应特性的影响,采用现场试验与数值模拟相结合的方法,分别以竖向位移、孔隙水压力和竖向动应力作为评价指标,分析了不同脱空形状(椭圆、余弦和矩形)下富水隧底结构的动力响应规律,提出了一种符合实际的脱空形状,确定了富水隧底围岩的脱空阙值。研究结果表明：随着脱空宽度的增加,隧道底部结构动力响应不断增大,且脱空宽度超过一定值后动力响应变化加剧,这种现象在脱空区域尤为明显;3种脱空形状下,以矩形脱空动力响应最大,椭圆形脱空次之,余弦形脱空最小;其中,椭圆形脱空最符合实际,该脱空下基底动力响应是无脱空情况下的4.2倍,隧道底部围岩脱空阙值为0.6 m。研究结果可为富水重载铁路隧道行车安全及脱空病害整治提供依据。     

铁路路基动力响应的分布规律研究

在模拟了铁路轨道不平顺和高速列车振动荷载的基础上,分析了铁路路基动力响应(位移、加速度、应力)在列车荷载作用下线路横断面的分布规律,得到路基动力响应的横断面分布图,找出了路基动力响应的最不利位置.将模拟计算出的路基动力响应数值与秦沈客运专线现场测试试验的实测数据对比,结果一致.     

重载铁路路基动力响应数值分析

通过三维有限差分软件与理论相结合的方法,对重载铁路路基进行数值模拟,并分析多层路基系统动力响应规律,研究沥青混凝土强化基床表层对路基内部动应力的影响规律以及沥青混凝土的最佳厚度.研究表明:多层路基系统动应力在路基面下0~1m范围内急剧衰减达到50%~60%;路基表面动应力横向分布大致呈"M形"并且在加载点至轨枕端部区域取得最大值;在一定厚度沥青混土垫层范围内动应力随着厚度的增加而减小,沥青混凝土垫层厚度适宜在0.05~0.1m范围内.     

超近距离爆破振动下铁路隧道铁轨振动特性研究

依托实际铁路隧道工程,结合铁轨爆破振动测试与能量分析,对超近距离邻近隧道爆破施工影响下既有铁路隧道铁轨爆破振动效应及其控制进行研究。利用小波包分解及其保范性在Matlab里对爆破振动信号进行分解,并计算出铁轨爆破振动不同频带能量分布情况,得到不同频率带所占能量百分比,并拟合出能量衰减公式以更进一步量化铁轨地震波能量变化规律。通过对监测数据进行拟合得到适合琅口隧道场地条件的萨道夫斯基公式,分析超近距离下铁路隧道铁轨的爆破地震波的衰减规律,得出琅口隧道场地条件下的安全药量、距离计算公式。     

大断面深埋软岩隧道开挖方法适应性研究

为研究大断面隧道在深埋软岩条件下采用不同工法开挖的适应性,依托郑万高铁巴东隧道项目,运用Midas GTS NX分别模拟了三台阶法、台阶法+临时仰拱与CD法在深埋软岩中的开挖过程,并对3种开挖方法力学效应进行分析。结果表明3种工法在深埋软岩隧道施工中,围岩的最小主应力、最大位移和塑性区均出现在仰拱部位,而仰拱变形是反应开挖时围岩稳定性的重要因素。台阶法+临时仰拱对收敛位移控制较好,适用于水平应力对支护结构影响较强的地层,建议在洞口等浅埋段采用。CD法支护结构应力较大,不利于围岩稳定。三台阶法支护结构受力较小,并对仰拱变形中超前位移控制最佳,为现场施工提供了指导。     

大断面浅埋隧道管棚支护参数优化研究

为研究浅埋隧道管棚超前支护参数对隧道支护效果的影响,利用有限差分法软件Flac3D对重庆东环线白杨湾下穿高速公路隧道进行建模.并将计算结果与实测结果进行对比,验证模型正确性,然后通过改变管棚直径、管棚间距、布置角度等参数,进行多种工况数值仿真模拟,分析了管棚参数对地表沉降控制效果的影响.结果 表明:增大管棚直径可以减小...     

重载列车振动荷载下交叉隧道动力响应分析

结合某段交叉隧道的工程实例,采用三维有限差分软件对重载列车振动荷载下交叉隧道进行数值模拟,分析振动荷载对既有结构的动力响应影响规律.研究结果表明:既有结构最大沉降发生在交叉点处,且沉降趋势向两侧逐渐减小;道床受列车振动荷载影响最大,拱腰次之,拱顶最小;在重载列车振动荷载作用下,各监测点处的瞬时加速度均较大,在传播过程中加速度变化呈现正弦规律;列车运行时振动频率分布在0~20Hz范围内,表明重载列车通过时对交叉隧道引起低频高幅值振动.     

大跨空间结构动力响应模糊控制

针对大跨空间结构动力灾变主动控制问题,设计了一种超磁致伸缩作动器.介绍了主动控制系统的工作原理,并建立了受控系统的空间状态方程,采用遗传算法对大跨空间结构主动控制作动器的布置位置进行了优化设计.分析了模糊控制系统的基本结构及模糊控制器的制作原理和方法,并设计了标准模糊控制器.应用MATLAB软件对大跨空间网架结构振动进行了模糊控制分析,结果表明,超磁致伸缩作动器具有良好的作动效应,利用遗传算法有效地提高了主动控制优化设计效率,同时实现了对结构的整体优化,模糊控制能够有效地降低大跨空间结构的振动反应,是一种较好的结构振动控制方法.     

大断面公路板岩隧道开挖与支护数值模拟研究

为了研究上下台阶法和CD法等不同施工工法及不同开挖步距下对大断面板岩隧道开挖围岩受力及变形的影响规律,基于有限元基本原理对各■隧道的施工工况进行模拟分析,得到了隧道开挖过程中软弱围岩的应力场和位移场,并对隧道围岩稳定性进行了探讨.研究结果表明:采用两台阶法模拟隧道开挖过程中整个施工过程中应力最大值为3.550 MPa,洞室周边的应力影响范围为5～20 m,在隧洞跨径的1.5倍以内;采用CD法模拟隧道施工时洞周发生的位移较小,拱顶下沉和水平收敛的位移量与两台阶法施工的位移量相比分别减少了27.8%和34.0%;模拟不同开挖步距下隧道拱顶沉降和水平收敛的位移变形大致表现出二次多项式的函数关系,为隧道施工期的安全稳定及控制技术提供数据支撑及理论依据.     

高速移动荷载作用下铁路隧道的动力响应分析

从梁的强迫振动微分方程中得到移动荷载的处理方法,考虑了荷载的时间效应和空间效应,在开挖静力场的基础上对高速移动荷载下铁路隧道的动力响应进行分析.结果表明:结构最大动力响应发生在轮对经过测点后的某个时刻,略滞后于经过时刻点;结构竖向位移、加速度和动应力随着行车速度的提高而增大,其中仰拱动应力对行车速度最为敏感;高应力区主要集中在仰拱和边墙上,仰拱和边墙是隧道动力设计的薄弱部位;列车荷载作用下,结构破坏主要受抗拉强度控制.     

爆破载荷作用下混凝土边坡动力响应数值分析

根据爆炸力学原理,利用有限元分析软件ANSYS对爆破载荷作用下混凝土边坡应力状态进行数值模拟,将所得混凝土边坡应力场分布结果与实验室试验结果进行对比分析,得到爆炸应力波在混凝土边坡中的传播规律。