黄土隧道喷射混凝土衬砌有限元分析

腰岘河单线铁路隧道穿经老黄土Q_2,埋深40米,全长311米。首次在55米长的地段上试验采用喷射混凝土作为永久支护。为了从理论上验证,进行了线弹性的和非线性的有限元分析。计算参数均由现场测试和实验室试验所确定。在线弹性分析中假定隧道一次开挖完毕且衬砌一次做好,计算了土体和衬砌的应力和变形。在非线性分析中,考虑了分阶段开挖与衬砌的时间效应;采用了Duncan建议的双曲线本构关系,惟由试验指出,黄土的初始弹性模量与应力无关。分析结果表明:不考虑开挖过程的时间效应以及材料的应力—应变非线性关系的线弹性有限元分析,其所算得的变形值偏小,衬砌应力值偏大;而考虑这些因素的非线性有限元分析,能反映隧道衬砌与周围土体的实际受力变形情况,算得的变形值与实测值符合良好,衬砌应力值较为合理。用喷射混凝土支护黄土隧道,能保证其稳定性,而喷层强度则为其抗剪强度所控制。     

软岩地层隧道喷射混凝土衬砌研究

通过试验和数值模拟分析，研究了隧道喷射活性粉末混凝土单层衬砌支护技术。并对所采用的混凝土配合比设计以及喷射混凝土单层衬砌的抗渗性和耐久性进行了分析。结果表明，采用喷射活性粉末混凝土单层衬砌取代复合式衬砌，可提高软岩地层隧道的承载和防水能力，改善隧道环境。研究结果可为进一步提高隧道施工和支护技术提供参考。     

使用整环加载试验图像研究隧道衬砌管片接缝的变化特征

笔者使用图像处理技术,对整环加载下复合材料加固前后衬砌圆环管片间接缝与管片内壁错台的变化过程进行了研究。根据衬砌圆环加载过程中接缝的试验图像,使用灰度特征和形状参数(偏心率、面积等)得到了不同时刻接缝的形状及其特征参数(平均宽度、夹角、中心位移),使用粒子图像测速技术得到了接缝两侧混凝土管片内壁位移与内壁错台特征。结果表明,衬砌圆环加固前,管片接缝特征参数变化从大到小对应位置依次是封顶块与邻接块之间、邻接块与标准块之间、标准块与底块之间,内壁错台位移从大到小对应位置依次是邻接块与标准块之间、封顶块与邻接块之间、标准块与底块之间;衬砌圆环加固后,不同位置接缝特征参数变化幅度都小于加固前,而内壁错台位移值变化幅度小于加固前的是邻接块与标准块之间,加固前后基本不变的是封顶块与邻接块之间,大于加固前的是标准块与底块之间。该研究结果对隧道衬砌破坏机理研究有一定的参考价值。     

公路隧道喷射混凝土套拱加固结构力学特性

为研究喷射混凝土套拱加固前后二次衬砌与混凝土套拱的受力状况,依托陕西汉中至留坝段八里关隧道,运用有限元软件建立隧道混凝土结构套拱加固分析模型,并通过现场监测获取二次衬砌与套拱间的接触压力、套拱格栅拱架钢筋应力、套拱混凝土应力,将数值模拟结果与现场测试结果相结合,得出套拱结构的一般受力变化规律。结果表明:套拱加固前衬砌结构的最不利荷载位置位于施工缝附近的拱顶、拱肩与拱脚处; 由于衬砌局部变形与温度应力的影响,套拱混凝土应力变化呈现反复“上升-下降-上升”最后趋于稳定的特点; 套拱的作用是控制二次衬砌的进一步变形,套拱施作后所承受荷载较小,套拱反作用力远小于围岩作用于衬砌的应力,在应力计算中不应将衬砌与套拱作为整体计算; 套拱结构数值模拟所得的结果与现场测试套拱结构内力(轴力、弯矩)的大小及分布相似度高,但在衬砌裂损严重部位,数值模拟所得结果误差较大,应以现场测试结果为准。     

隧道衬砌用的钢纤维加强的喷射混凝土

八十年代,北美已构筑大量钢纤维加强的喷射混凝土(Steel-Fibre-Reinforced-S-hoterete,SFRS)隧道支撑和永久隧道衬砌。与常规的钢丝网喷射混凝土比较,其价格便宜、技术性能等同或优于钢丝网喷射混凝土。钢纤喷混凝土隧道衬砌的设计、施工简单明了,仅有几条新的设计原则。为了使用这种材料,看来还必须做些室内试验或改进施工设备。     

隧道高强喷射混凝土试验研究

通过掺加＂高品质＂矿物掺合料（粉煤灰、矿粉）的手段配制高强喷射混凝土,进行大量配合比和力学性能试验,最终配制出初期强度不低于10 MPa,后期强度不低于50 MPa的高强喷射混凝土,具有一定的借鉴意义。     

聚丙烯纤维网喷射混凝土性能和衬砌试验

聚丙烯网状纤维喷射混凝土与传统素喷混凝土相比，抗拉、抗弯、抗渗水压力强度分别提高了56.2％，92．9％，100％；增加了密实性和质量稳定性：喷射作业回弹损失量减少10％～20％，粉尘减少1倍以上。在铁路、公路隧道中，已多次成功地将聚丙烯纤维网喷射混凝土用作隧道初期支护和永久衬砌，形成了完善的施工工艺，提高了隧道结构强度和质量。     

上海崇明越江隧道衬砌整环试验加载方法研究

上海崇明越江通道工程是上海市乃至国家重大基础设施建设工程之一,为了验证衬砌管片的承载能力和稳定性,故进行衬砌水平整环试验。本文详细介绍了衬砌整环试验的加载方法、相应加载设备的设计,并同以往衬砌试验的加载方法进行对比,为今后相关试验提供重要的参考依据。     

隧道喷射混凝土衬砌构筑时机的数值模拟分析

当前,隧道施工中喷射混凝土衬砌的构筑时机往往根据经验来判断,合理性、灵活性较差。将数值模拟方法与施工量测相结合,提出了以喷射混凝土衬砌构筑前监测点量测位移为决策量的构筑时机决策方法,并在“马王槽”隧道的施工分析中进行了初步应用。结果表明,该方法对于隧道施工方案的分析与比较具有较强的指导意义。     

钢纤维喷射混凝土在黄土隧道衬砌中的应用研究

本文通过对钢纤维混凝土的特性的分析,以及喷射钢纤维混凝土与传统钢筋网片混凝土在受力方式、经济成本、混凝土的回弹量上进行了对比分析,得出,钢纤维混凝土在隧道衬砌中有很大的应用空间,可以带来巨大的经济效益,值得大力推广。     

隧道钢纤维喷射混凝土强度试验研究

结合隧道工程 ,从试验方法、单轴抗压静力特征等方面 ,对隧道钢纤维喷射混凝土强度进行分析探讨 ,指出该方法在隧道等地下工程中可广泛开展应用     

横向滑模式隧道底拱衬砌台车解决隧道底拱衬砌质量通病研究

本文介绍了横向滑模式隧道底拱衬砌台车的设计思路、结构组成、关键技术和施工要点等,经过现场实际应用,该台车不仅能够保证衬砌施工质量,而且可以大大提高施工效率。     

隧道通风斜井钢纤维喷射混凝土单层衬砌应用研究

隧道斜井倾斜角度较大,衬砌采用复合衬砌,给浇筑混凝土的施工带来很大困难。从理论和实测对比,研究采用钢纤维喷射混凝土作为隧洞单层衬砌永久支护的可行性。具体包括:1对结构进行数值模拟,分析结构的安全性;2现场监控数据的采集与分析,验证结构物的受力和变形状况。     

隧道衬砌混凝土高温后力学性能试验研究

对三种隧道衬砌混凝土材料,即C50普通混凝土、CF50钢纤维混凝土和PC50聚丙烯纤维混凝土经历不同高温后的力学性能进行了试验研究,探讨了三者高温后的主要力学指标-峰值应力、峰值应变和弹性模量的变化规律,给出了相应的回归公式,同时还通过对比分析,总结了升温速率和冷却方式对三者的影响.这些结论为隧道衬砌结构抗火分析、设计以及火灾后的评价等提供了理论依据.     

统砂石隧道衬砌混凝土初步试验研究

利用破碎机将石灰石石块破碎,得到最大粒径Dmex≤15mm,级配合理的统砂石,配制出隧道衬砌混凝土,其28d抗压强度可达39.5MPa,高于普通砂石混凝土的强度,探讨了统砂石用于隧道衬砌混凝土中的可行性.结果表明,统砂石代替天然砂用于隧道衬砌混凝土支护中,可充分利用资源,提高效率,降低成本,同时保护生态环境.     

无衬砌隧道压力拱的变化规律

结合衬砌与围岩的相互作用,分析无衬砌隧道开挖后压力拱的形成过程,根据隧道衬砌后应力位移的分布规律来研究衬砌施工时间对隧道压力拱的影响,得到如下结论:隧道开挖后,不进行衬砌施工,应力重新分布后顶部水平应力和侧边垂直应力增大,顶部垂直应力和侧边水平应力减小;随着时间的发展,形成的压力拱的垂直外界基本不变,垂直内界逐渐减小,水平内外界逐渐减小,压力拱拱体内最大应力均逐渐增大;隧道围岩较好时,衬砌时间选在稳定压力拱形成的时间,而围岩较差时,衬砌时间选在隧道压力拱开始形成的时间。     

单层衬砌钢纤维喷射混凝土抗渗性能试验研究

用于单层衬砌的钢纤维喷射混凝土的抗渗性能一直是大家关注的焦点。以重庆巫奉高速公路摩天岭隧道1#斜井为工程背景,针对实验室和现场两种不同环境,对钢纤维喷射混凝土的抗渗性能进行了试验研究,并提出在单层衬砌中使用钢纤维喷射混凝土,其抗渗等级不低于S8的指标,可为今后类似工程的设计与施工提供一定的参考。     

隧道无拱架段喷射混凝土参照法施工技术研究

针对隧道无拱架段喷射混凝土的平整度难以控制这一问题,提出了隧道无拱架段参照法,并对这一施工方法、钢筋网片安装及混凝土质量控制措施进行了详细的研究和探讨,最终总结出隧道无拱架段喷射混凝土可以采用参照法来确保平整度,而且能提高喷射面外观质量。     

盾构隧道衬砌足尺整环结构试验方法研究

足尺整环试验是研究盾构隧道衬砌结构性能的最有效手段,试验方法研究包括试验加载装置设计和测试内容设计两大部分。针对不同的试验对象和试验目的,需要设计不同的试验加载装置。对国内外已实施的整环衬砌结构试验加载装置进行归纳,总结了不同加载装置的结构形式及其适用性。最后,介绍了一个包括结构加固过程的地铁隧道衬砌极限承载性能试验的具体内容和部分结果。     

高速铁路隧道衬砌病害套拱整治研究

随着高速铁路的飞速发展,铁路扩建数量与日俱增。在隧道工程施工中,由于修建所选择的地质环境复杂多变,为铁路的平直性要求增加了难度,容易在衬砌时产生多种病害。以某高速铁路隧道二衬病害缺陷为例,从整治原则、整治方案、施工方案方面阐述了实际工程中衬砌病害缺陷套拱整治修复过程,并对现场缺陷施工整治方案进行了研究分析,结合实际,因地制宜,整治后达到了预期效果。