铁路隧道围岩与衬砌相互作用有限元分析

借助于荷载-结构模型,研究了铁路隧道复合衬砌承载水压力的受力情况。通过分析表明,衬砌中的初期支护和二次衬砌一般要共同承担荷载,二次衬砌的受力往往大于初期支护的受力,而且在初期支护与二次衬砌间存在不均匀压力。由此可见在设计时合理考虑衬砌结构间的荷载分配比例是很有必要的。     

接触爆炸荷载下长江隧道的动力响应分析

以武汉长江隧道为工程依托,运用ANSYS/LS-DYNA软件对盾构隧道行车道板上不同孔径炸药的4种爆炸工况进行模拟计算,分析各工况荷载爆炸时盾构隧道衬砌结构底板、顶板和左右侧帮各部位的位移、加速度和最大主应力分布状况,探明了盾构隧道内接触爆炸荷载下衬砌结构的动力响应规律,找出了隧道衬砌结构最易破坏的部位。该研究可为盾构隧道抗爆设计提供理论参考。     

浅埋暗挖隧道衬砌受力实验研究

本文以合肥市府广场地下通道为依托,以原位测试为手段,对围岩与初期支护接触压力,初期衬砌和二次衬砌结构压力进行分析研究。结果表明:初期衬砌和二次衬砌均对土体变形产生约束,二衬浇筑后,土体变形逐渐趋于稳定,土压力也趋于稳定;初衬钢拱架受力规律性较明显,拱顶到拱腰的上半部分区域受压,下部受拉;二衬轴力和弯矩较小,反映了浅埋暗挖法中初期支护承担全部基本荷载,二次衬砌作为安全储备和初期支护共同承担特殊荷载的设计原理。     

公路隧道二次衬砌裂损病害机理研究

公路隧道二次衬砌裂损病害对隧道结构的稳定性有着很大影响,为研究公路隧道二次衬砌裂损病害发生的机理,首先划分了衬砌裂损病害的3种类型,并对每种裂损类型展开了力学行为分析.以断裂力学作为切入点,研究了在围岩荷载及结构自身作用下衬砌产生的裂缝的发展规律,通过获取应力强度因子K、J积分、以及裂纹面的最大张开位移δ求得裂纹尖端应力和应变值,在此基础上,通过最大周向应力理论分析了Ⅰ型＋Ⅱ型复合裂纹发生的临界条件.根据最大周向应力σθ所对应的应力强度因子值来对比临界强度因子值KIC,判断二次衬砌裂纹是否会发生扩展以及分析衬砌裂损病害发生的可能.获得了一系列有益的结论,能够对公路隧道二次衬砌裂损病害机理的理论研究和工程应用提供一定的参考和借鉴.     

二次衬砌台车荷载计算及数值模拟

为保证隧道衬砌模板台车的施工安全,以某高速公路分岔式长隧道为例,根据给出衬砌台车的尺寸,对隧道二次衬砌台车模板系统进行了设计,计算了其纵肋和环向肋内力和变形,并基于ANSYS分析软件,计算了台车门型结构内力和变形.结果表明,模板系统、台车结构的强度与刚度均满足设计要求.根据计算结果,建议浇筑二次衬砌混凝土时应注意对称浇...     

公路隧道衬砌加固计算分析

介绍矿山法施工的石匣公路隧道病害情况及治理方案；采用荷载结构法对原设计、治理前和治理后衬砌结构的安全性进行了检算；基于软件平台2D-σ对治理前、后隧道围岩稳定性和衬砌结构受力状态进行了弹塑性有限元分析；计算结果表明隧道病害治理方案是可行的，可应用到相似病害隧道加固治理工程中。     

基于二次受力的隧道套拱加固损伤衬砌模型试验

松动荷载引起损伤衬砌失稳是不良地层隧道运营期间关键的科学问题.针对此问题,研制了双车道公路隧道带缝衬砌套拱加固模型试验加载装置,可对衬砌结构任意位置施加松动荷载,在损伤衬砌受力同时进行套拱加固,解决了衬砌加固二次受力的“瓶颈”问题;开展1∶10模型试验,研究了松动荷载作用下损伤衬砌套拱加固补强效果,对比变形特性、力学响应及破坏模式.结果表明:衬砌结构刚度随荷载增加而退化,套拱加固有效修复受损衬砌,整体结构刚度明显增大,损伤严重衬砌经套拱加固后承载力仍可提高1倍;原衬砌结构破坏位置为拱顶、拱肩和边墙;套拱加固带缝衬砌构件关键控制截面为拱顶和墙脚,拱顶易发生大偏心压弯破坏,建议加强拱顶纵向配筋,提高抗拉承载力;墙脚出现斜裂缝,属于压剪破坏,应增设墙脚箍筋,以提高抗剪承载力.     

同进隧道二次衬砌开裂原因分析及治理

衬砌裂纹是隧道衬砌承受力超出其强度的反映，二次衬砌开裂是隧道工程常见的病害，针对同进隧道二次衬砌开裂段局部侵入净空进行了分析，围岩分级、地下水和施工因素是导致衬砌开裂的主要原因，对失效衬砌采取拆除重建进行整治，首先加固周围的围岩，加强对衬砌裂纹的监控量测，拆除旧衬砌时，及时进行初期支护，确保施工安全。提出了预防裂缝开裂的措施，设计方面正确判断围岩级别，选择支护和衬砌参数；施工方面规范操作，确保支护到位和衬砌强度，防患于未然。     

乌鞘岭特长隧道F7断层正洞二次衬砌安全性评价研究

乌鞘岭隧道穿越F7断层时,由于隧道埋深大、断层岩体破碎、围岩自稳能力弱等原因,开挖后产生较大变形,且长时间不能收敛,故在此条件下施做的二次衬砌结构的安全性也值得进一步的探讨.通过现场监测手段,对实测数据进行回归分析处理,并结合数值模拟计算分析,对已施工的二次衬砌结构安全性进行了全面的评价,结果认为,目前阶段正洞二次衬砌结构的设计参数是可行和安全的,服务年限内隧道仰拱处则需采取进一步的加强措施.     

隧道围岩压力与衬砌体受力特性原位测试

以工程实例为背景,对隧道洞口段施工过程中围岩的收敛变形,锚杆作用应力 ,初次衬砌、二次衬砌内的应力与变形,以及衬砌间的压力进行观测,取得大量的试验数据 ,并结合施工过程进行分析,为隧道衬砌设计和施工的安全可靠性提供科学依据和技术指导 ,为进一步的工程研究积累资料.