中空注浆锚杆与普通砂浆锚杆加固效果的比较

锚杆支护是提高岩土工程稳定性的一种经济和有效的方法。以万松岭隧道开挖支护过程的工程实践为依托,通过对中空注浆锚杆与普通砂浆锚杆在锚护结构、受力机理差异等方面的比较分析;利用有限元法分别模拟比较了在开挖无支护、普通砂浆锚杆支护和中空注浆锚杆支护时围岩塑性区扩展规律、隧道顶板沉降量、不同锚杆的轴力分布规律。结果表明:采用中空注浆锚杆技术能有效控制隧道开挖时的沉降量、减少围岩塑性区的扩展,提高围岩的稳定性,实现了锚杆的主动支护作用。     

林家溪隧道支护施工工艺研究

针对林家溪隧道的工程概况及其地质情况，选取其支护方案，其支护方案为：采用注浆锚杆、钢筋网、工字钢钢拱架和喷射混凝土进行遂道围岩支护，并对支护以后的隧道围岩进行监测，以达到维护围岩稳定性的目的。     

高地应力软岩隧道长、短锚杆联合支护技术研究

基于考虑应变软化特性的深埋隧道弹塑性解,采用锚杆中性点理论,系统地分析高地应力软岩隧道短锚杆支护失效机制,并论证高地应力软岩隧道中对锚杆长度进行加长的必要性:一方面增大锚固段的围压以提高黏结强度,另一方面增大锚杆头部和尾部处的围岩位移差以提高锚杆对围压的锚固效用。将高密度支护模式的短锚杆等效为复合岩体,同时将长锚杆对围岩的锚固作用考虑为作用在隧道洞壁处的等效支护力,建立隧道长、短锚杆联合支护力学模型,考虑锚杆和围岩的相互作用,得到长、短锚杆联合支护后的围岩特征曲线。通过对比每延米隧道锚杆用量相同情况下,普通短锚杆支护和长、短锚杆联合支护状态下的围岩特征曲线,说明了长、短锚杆联合支护策略对高地应力软岩隧道变形控制的有效性。该长、短锚杆联合支护力学模型考虑了长锚杆与围岩的相互作用,为高地应力软岩隧道长锚杆支护长度的设计提供了一种计算方法。     

裂隙岩体小净距超大断面隧道围岩非连续变形分析

由于现有隧道规范不足与设计、施工经验匮乏,裂隙岩体中小净距超大断面隧道的围岩稳定性分析与中夹岩柱变形破坏特征及其支护方案优化仍是大型隧道工程建设中遇到的棘手难题。以济南市东南二环绕城高速大岭超大断面隧道为工程依托,通过对掌子面岩体结构信息的精细化描述,获取各评定指标分布概型,并应用Monte Carlo法生成符合围岩等级评价指标分布概型的大量随机数,通过归纳统计获得隶属各围岩亚级分级的概率分布,由此对岩体质量进行了稳健评估。此外,用改进的非连续变形分析(DDARF)法对大岭隧道浅埋小净距段围岩的变形破坏规律及裂隙演化过程进行了数值模拟;以裂隙扩展破碎区贯通与否作为中夹岩柱稳定性的评定依据,分别针对无锚、有锚支护条件下的围岩稳定性状况及变形特征进行了对比分析。结果表明:无锚支护条件下,隧道后行洞开挖对先行洞的裂隙扩展及变形有一定影响,但不明显;而锚杆支护则可显著约束围岩尤其是中夹岩柱的裂隙扩展及贯通,锚杆支护条件下二次扰动后先行洞围岩的裂隙扩展情况、变形破坏特征与单洞开挖无异,且系统锚杆支护与中夹岩柱水平加长锚杆支护对裂隙演化的控制效应无较大区别。研究结果对裂隙岩体中小净距超大断面隧道围岩的支护方案优化有实际指导意义。     

深埋隧道软弱破碎围岩支护技术研究

以赣龙铁路隧道埋深300 m～320 m的Ⅴ级围岩段为背景,采用解析计算、数值计算和现场实测相结合的研究方法对大埋深条件下软弱、破碎围岩隧道的支护技术进行了研究。研究表明:在大埋深条件下,软弱、破碎围岩隧道的支护宜选择以提高围岩强度为主,适当提高支护力为辅的支护方法;利用管式锚杆兼作注浆管,通过注浆提高围岩强度和锚杆锚固力的锚注联合支护技术对大埋深条件下软弱、破碎围岩隧道有较好的支护效果。     

聚酯锚杆与传统锚杆的力学性能及支护效果比较分析

聚酯锚杆具有质轻、高强、耐腐蚀等优良特性,逐渐应用于边坡、隧道、地下硐室开挖及支护工程中。本文采用有限差分软件FLAC3D,建立了聚酯锚杆与传统锚杆的拉拔试验模型,分析了两种锚杆在拉拔过程中的力学特性。以某山岭公路隧道为依托工程,重点研究了聚酯锚杆与传统锚杆在应变软化围岩隧道中的支护效果,根据围岩变形、塑性区域大小、支护受力及锚杆杆体屈服状态四个方面,对两种锚杆的计算结果进行了比较分析。研究结果表明:锚固长度达到一定值后,聚酯锚杆较传统锚杆表现出更好的拉拔性能;隧道埋深较大时,聚酯锚杆在控制围岩变形,限制塑性区发展,改善支护受力方面优于传统锚杆。     

新(扩)建隧道围岩稳定性监测与支护参数优化研究

依托福建漳龙高速公路后祠隧道新(扩)建工程,开展现场围岩实时动态监控量测,研究拱顶沉降、洞周收敛的变化规律。同时,基于有限元软件ABAQUS建立三维数值仿真模型,研究隧道开挖和支护后围岩稳定性的变化规律,并针对锚杆长度、纵向间距二个支护参数进行正交实验设计,并进行支护参数优化分析研究,得出一些有益的结论。研究结果可为后续隧道扩挖和支护方案选择提供依据,也为今后类似隧道工程的建设提供参考。     

大断面隧道锚杆设置的优化分析

目前数值模拟已经成为地下工程分析中十分有效的方法.对于大断面公路隧道,可以采用数值模拟方法对隧道支护体系进行分析,从而达到优化设计的目的.采用有限差分程序FLAC分析软岩大断面隧道在同类围岩条件下用同一种方式开挖时,分别采取不同的锚杆布置方式时围岩应力分布、锚杆受力状态对围岩稳定的影响等,可以确定出软岩大断面隧道在一定的围岩级别下最优的布锚方案,并可为大断面隧道与地下工程的锚杆支护参数的优选、技术规范的修订提供参考.     

软弱隧道围岩拱顶塌方及锚杆支护效应试验研究

为研究软弱岩体中隧道开挖引起的围岩失稳破坏特征以及锚杆的加固效应,以IV级围岩为参照对象,开展一系列无锚杆和有锚杆支护条件下的隧道开挖地质力学模型试验,并对拱顶围岩的位移、应力和宏观破坏形式的发展变化规律进行分析。研究结果表明:(1)隧洞开挖后,围岩破坏始自隧道两侧拱脚,渐次向上延伸并塌落成拱;(2)由于锚杆的悬吊挤压作用及其与岩层的组合梁效应,显著减少了拱顶岩体塌落范围;(3)锚杆通过对岩体施加黏锚力,提高了锚固范围内岩体的强度和韧性,有利于增强围岩的承载能力和抵抗变形能力;(4)锚杆支护对围岩应力分布起调节作用,使得围岩能在较高的能量状态下获得稳定平衡,并延缓了围岩进入"软化"阶段。上述研究成果可为软弱隧道围岩稳定性评价以及支护结构的设计与施工提供一定的借鉴和参考作用。     

山子顶公路隧道软弱围岩施工方案优化研究

以山子顶软弱围岩公路隧道为依托,由于施工现场所采用的环形开挖留核心土法并不能保证隧道施工的顺利进行,故本研究基于ANSYS有限元方法,建立了系统锚杆+钢纤维喷射混凝土支护、长系统锚杆+加厚喷射混凝土支护、管棚+系统锚杆+喷射混凝土支护、扩挖支护+喷射混凝土支护共4种三维计算模型对施工方案进行对比分析优化。研究得出:扩挖支护是软弱围岩隧道一种相对优越的施工方案,且当扩挖支护厚度达到60 cm时初期支护的主压应力为16.4 MPa,主拉应力为0.486 03 MPa,满足其材料强度要求。为了进一步论证扩挖支护施工措施对初期支护结构受力特性影响的合理性、全面性及优越性并为上述结论提供理论支撑,本研究继续构建了扩挖支护厚度为0 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm、60 cm共6种三维计算模型,进而较系统的分析了扩挖支护与初期支护力学行为。本研究结果可为其它类似工程提供参考。     

山岭隧道地下水排放量对围岩水环境影响研究

运用FLAC3D有限差分软件，结合关角隧道工程，建立了两种隧道防排水模型，基于流固耦合理论分析了隧道周围渗流场的演变规律，得出水位降值随着Q边界／Q衬砌值的增大而减小，当Q边界／Q衬砌0．01时，水位降值最大，为1．1m。全排水和限量排水两种模型的稳定水位降值分别在0．76m～0．86m和0．27m～0．45m之间。     

隧道顶部溶洞影响围岩稳定性的模型试验研究

利用公路隧道结构与围岩综合实验系统 ,对石灰岩地区大断面隧道开挖过程中 ,隧道顶部不同距离上的溶洞对围岩稳定性的影响进行相似模型实验研究 ,实验结果表明 ,开挖引起的总释放位移随溶洞的距离呈现减函数变化 ;在有溶洞的断面开挖瞬间释放位移增量随溶洞离隧道的距离增大而减小 ;开挖后的流变位移也随溶洞的距离增大而减小。开挖瞬间的位移释放率随溶洞距离而呈现减小的趋势 ,约为 2 3%- 2 5 %。开挖后的流变位移释放率与溶洞距离没有明显的关系     

明挖城市地下道路外部竖向疏散通道对隧道内人员疏散的影响分析

本文基于某实际明挖隧道的竖向逃生通道结构设计,对隧道外部结构的前室门宽度、楼梯宽度、楼梯间休息平台深度三个因素各自对隧道内部疏散过程的影响,利用Pathfinder工具进行模拟研究。结果表明:考虑隧道外部竖向疏散通道对隧道内部人员疏散时间的影响约为忽略竖向通道的2.43倍,尤其逃生人数众多时影响不可忽略;其中逃生楼梯宽度影响最大,宽度增加至1.6m,隧道内疏散时间可降低高达47%;前室门宽度、休息平台深度减小至1m均会在一定程度上产生影响。本文研究预期为城市地下隧道的疏散模拟和隧道外部逃生结构的设计优化提供指导。     

不考虑开挖扰动影响的隧道涌水量预测模型试验研究

 采用大型施工及运营期矿山法隧道渗流模型试验系统,在不同的注浆圈和初衬渗透系数下,不考虑隧道开挖的扰动影响进行涌水量预测,并以Visual-modflow软件进行数值建模分析,结果表明：两者涌水量结果和规律基本吻合,随注浆圈或初衬的渗透系数减小,其试验平均涌水量值均呈非线性下降,各工况单次试验测试值的离散性也逐渐减小,而降低注浆圈渗透系数对涌水量的影响更为明显;改变注浆圈渗透系数,各工况连续采集涌水量结果呈先减小后增大至逐渐平衡的趋势,而改变初衬渗透系数则呈现涌水量逐渐减小直至平衡的趋势;非扰动开挖使地下水向隧道内汇集,隧道周围水力坡度明显增大,等水位线分布密集,掌子面附近等水位线沿隧道开挖方向凹陷;完善的防水体系(初衬及注浆圈)对保持地下水稳定起到显著作用,可有效减弱局部水力联系,减小渗流影响范围,地下水降幅也明显减小。研究方法及成果对类似工程设计和施工具有一定的指导作用。     

明挖城市地下道路外部竖向疏散通道对隧道内人员疏散的影响分析

本文基于某实际明挖隧道的竖向逃生通道结构设计,对隧道外部结构的前室门宽度、楼梯宽度、楼梯间休息平台深度三个因素各自对隧道内部疏散过程的影响,利用Pathfinder工具进行模拟研究。结果表明:考虑隧道外部竖向疏散通道对隧道内部人员疏散时间的影响约为忽略竖向通道的2.43倍,尤其逃生人数众多时影响不可忽略;其中逃生楼梯宽度影响最大,宽度增加至1.6m,隧道内疏散时间可降低高达47%;前室门宽度、休息平台深度减小至1m均会在一定程度上产生影响。本文研究预期为城市地下隧道的疏散模拟和隧道外部逃生结构的设计优化提供指导。     

连拱隧道施工方法对边坡稳定性的影响分析

结合某工程,建立了三维弹塑性有限元模型,就隧道的开挖施工过程进行了数值模拟,用强度折减法原理计算得到在左洞先挖和右洞先挖两种施工方法下边坡的安全系数,并探讨了不同开挖顺序对隧道和边坡稳定性的影响.得出了坡体的安全系数随施工的进行逐渐减小、最后趋于稳定的结论,以及对于偏压连拱隧道,先开挖靠边坡外侧的隧洞对边坡的稳定和隧道的安全更加有利.文章最后分析了边坡的破坏失稳机理,提出需加强观测以及采取一定加固措施的建议.其结论对隧道的施工方法具有指导意义.     

某隧道边坡稳定性研究

通过对隧道边坡破坏模式分析,建立了边坡地质概化模型,确定了岩体及控制性结构面物理力学参数,并基于刚体极限平衡法对边坡在不同工况条件下的安全系数进行了计算分析,分析结果表明,目前条件下边坡整体趋于稳定,但隧道的开挖会导致边坡稳定性一定程度降低,暴雨工况会导致边坡稳定性显著降低,最后为进一步探讨边坡加固方案提出了建议。     

基于Leaky Noisy OR 模型的运营隧道防水系统可靠性研究

由于运营隧道的隐蔽性和风险因素的不确定性、复杂性增加了运营隧道防水系统可靠性研究的难度。根据历史数据和专家经验建立了贝叶斯网络拓扑结构并确定根节点发生故障的先验概率值,将Leaky Noisy OR 模型引入到贝叶斯网络中,大大降低对条件概率值的需求量,同时提高模型的准确性。并应用GeNIe Ver 2.0 软件对模型进行推导,分别计算出隧道防水系统的失效概率和各风险因子的后验概率,根据后验概率的大小可以为隧道防水系统运营维护提供理论指导,提高工作效率。通过对各风险因子进行敏感性分析,找到系统中存在的敏感性因子,指导在隧道施工中降低敏感因子的发生概率以提高隧道防水系统的可靠性。     

高海拔隧道防烟策略及疏散通道间距探讨

为了确定高海拔环境下特长公路隧道的服务隧道防烟通风策略及人员疏散通道最佳间距,采用FDS和Pathfinder建立了主隧道+服务隧道的通风排烟及人员疏散仿真模拟平台,分析50 MW火灾规模下隧道内烟气运动规律及人员疏散过程,基于克拉尼公式和FED准则综合判定ASET(可用安全疏散时间)。针对低氧气环境下人员运动效率低下的这一背景情况,对人员疏散速度进行折减,进一步确定RSET(必须安全疏散时间)。结果表明:服务隧道内纵向风速1.6 m/s可保证服务隧道内1 200 s时间范围内无烟,考虑高海拔地区火灾增长系数的折减,人员可用安全疏散时间呈现为“W”形,下游200 m处可用安全疏散时间最少,结合人员必须安全疏散时间分析,人行通道间距宜设置为200 m。     

Wind effects on emergency vehicles

The paper presents the results of a study to define the wind speed limits and conditions beyond which fire and rescue vehicles should not be operated during a hurricane. For that purpose, reduced scale models of a typical fire truck, ambulance, and sports utility vehicle (SUV) were tested in a wind tunnel and surface pressures and overall forces were measured. For the fire truck wind tunnel tests, the pressure measurements at low yaw angles are compared with full-scale measurements on a real truck and the results are also compared to those from some numerical simulation, and give some confidence in the wind tunnel tests technique. Based on the results of the tests and the analyses, safe wind speeds are defined for the operation of these fire and rescue vehicles to prevent course deviation and overturning.