不同衬砌结构缺陷对隧道结构整体安全性的影响

为研究不同衬砌缺陷对隧道结构整体安全性的影响,以某实体隧道工程为依托,采用荷载 结构法建立有限元数值模型,分别对衬砌在正常状态、强度不足、厚度不足及背后脱空4种工况下进行数值计算,对比分析了不同衬砌缺陷对结构安全性的影响。结果表明:当隧道衬砌存在强度不足和厚度不足缺陷时,缺陷部位单元的安全系数减小,而其他部位的安全系数基本不变,随着衬砌厚度不足程度的加深,相应缺陷位置的安全系数也随之降低;当衬砌背后脱空面积较大时,衬砌脱空部位与其相邻位置处的剪力和弯矩均发生正负突变,衬砌结构受力与变形模式发生改变,脱空区域安全系数明显减小,但脱空部位相邻区域衬砌结构的安全系数反而增大,其他部位安全系数没有明显变化,与正常状态下基本保持一致。     

某铁路隧道明洞衬砌加固安全性分析

为研究隧道明洞衬砌加固对衬砌结构位移和内力的影响，以福建省某隧道为工程背景，通过有限元数值模拟方法对围岩卸载不注浆和卸载注浆两种加固方案进行比较，分析衬砌结构的位移变化规律，并对衬砌结构承载力安全性进行验算。研究结果表明：注浆后隧道沉降数值大幅减少，约为注浆前的一半；通过理论论证可知两种工况下所选衬砌类型满足加固后的承载力要求，衬砌裂缝宽度符合有关规范要求。     

拱顶背后空洞对直墙式隧道结构安全性影响分析

拱顶背后空洞作为隧道衬砌病害的主要诱因,威胁着隧道运营安全.为探究空洞对隧道结构安全性影响机制,依托某公路隧道工程,建立三维数值模型就空洞几何尺寸对衬砌结构内力及安全性变化规律进行分析.研究结果表明:拱顶背后空洞的存在改变了衬砌结构内力分布规律,空洞几何尺寸发生改变,衬砌结构内力也随之变化;当空洞环向范围发生改变,衬砌...     

石沱输油管线隧道衬砌结构安全性评价

输油管线隧道衬砌的结构安全性是非常重要的.依托重庆石沱输油管线隧道进行衬砌结构力学行为研究,从轴力、弯矩和安全系数三个方面进行分析,衬砌结构最小安全系数为8.27,衬砌结构是安全的.研究成果可为相似工程提供参考.     

基于地质雷达技术隧道安全性评价研究

阐述了地质雷达检测的工作原理,地质雷达作为一种高效、快速、无损的检测方法,在当前隧道建设过程中发挥着越来越重要的作用。通过长期检测过程分析,总结出地质雷达在检测隧道衬砌时三种常见缺陷典型雷达图像,为今后检测工作提供参考依据。结合FLAC3D数值模拟方法对隧道衬砌背后空洞及厚度不足进行分析,研究发现隧道施工过程中拱顶最易出现缺陷,针对隧道缺陷共分七种工况进行分析,得到了有益的参考数据,为隧道安全评估提供有力的理论依据。     

衬砌背后空洞对在役隧道结构安全性影响研究

随着我国越来越多的隧道投入到运营中,病害隧道的出现也越来越引起人们的关注.选取对隧道稳定性影响较大的病害之一-空洞作为分析对象,通过对某病害隧道典型断面进行数值分析,对隧道衬砌背后不同部位以及不同范围的空洞模拟,得出其拱部内力并计算得到相应部位的安全系数.通过分析了解到,隧道衬砌背后不同部位出现空洞,均对衬砌的安全系数有影响;当空洞较小时(小于0.5m)对其影响不大,随着空洞直径的增大,对其安全系数的影响也随之增大.     

麦积山隧道衬砌结构安全性有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,分别对某隧道变厚度衬砌结构与等厚度衬砌结构的内力进行计算和分析,结合公路隧道设计规范给定的极限状态方程,分别计算出强度安全系数,并进行对比分析研究衬砌厚度变化对其安全系数和结构稳定性的影响,为类似隧道设计施工提供科学依据。     

软岩隧道衬砌结构安全性评估方法分析研究

结合重庆礼让隧道石膏岩段工程,采用荷载-结构法计算分析二次衬砌内力变形特征,在此基础上采用FLAC~(2D)对该隧道进行数值模拟分析,通过对比不同方法的分析结果,并结合隧道衬砌结构的现场变形失稳情况,提出了一种在初支与二衬间施加缓冲区的方案并进行了数值模拟分析。     

衬砌背后双空洞影响下隧道结构的安全状态分析

衬砌背后多空洞的存在使隧道结构受力状态更加复杂,极易引起结构开裂并直接影响到隧道结构的安全性。针对Ⅳ级围岩两车道公路隧道,采用数值模拟和模型试验分别研究拱顶或拱肩背后存在双空洞条件下隧道结构的安全状态。数值模拟结果表明:衬砌背后双空洞的存在,显著改变了隧道结构内力分布,恶化了结构受力状态;空洞尺寸增大会导致隧道结构轴力整体降低,并使空洞范围内及两空洞之间的隧道结构弯矩明显增大;两空洞间隧道结构各截面安全系数较无空洞时显著降低,并表现出随空洞尺寸增加而逐渐降低的趋势,该区域也是隧道结构安全性评价重点部位;拱肩衬砌背后存在双空洞时,其对结构截面安全系数的影响较拱顶和拱肩分别存在空洞的情况更大。模型试验得到的空洞对衬砌结构安全系数影响规律与数值模拟结果基本一致,并获得了双空洞作用下衬砌结构的破坏演化规律。研究成果可为隧道衬砌背后空洞的致灾机制和灾变控制研究提供参考和借鉴。     

公路隧道衬砌裂缝对结构受力分布影响规律研究

近些年我国高速公路隧道规模迅猛增长,与此同时也出现了较多的隧道病害和缺陷,其中二衬衬砌裂缝及渗漏水问题非常突出,大量运营隧道都出现了类似问题。本文结合依托工程,对隧道不同位置出现衬砌裂缝情况下的结构受力分布规律进行了分析与研究,探讨了裂缝对衬砌结构安全性的影响,得出结论如下：(1) 素混凝土隧道衬砌贯通型裂缝,隧道结构成为多铰环形结构,结构在断裂处轴向承载能力变化不大,但不能继续承受弯矩|(2) 通过计算分析发现,结构在某处断裂而不能继续承受弯矩时,其整个受力分布规律会发生改变,在其它局部会产生较大的弯矩,从而诱发新的开裂|(3) 裂缝的存在对隧道周边岩体的受力和变形存在着很大的影响,裂缝的存在改变了既有隧道力学分布规律。在隧道运营过程中,当发现存在裂缝时,必须加强监测并严控裂缝的发展。     

衬砌背后空洞对隧道结构的影响分析及综合评价方法

本文选取隧道典型病害——衬砌背后的空洞,作为研究对象.通过对病害断面进行数值模拟分析,对隧道衬砌背后不同位置、不同范围的空洞以及拱顶存在空洞下隧道衬砌在不同围岩等级进行有限元模拟,得出衬砌内力和位移,通过分析得到其对衬砌影响的程度及规律.对衬砌结构健康级别评价划分,从而采取不同的应对措施.     

隧道斜交横通道施工对主隧道衬砌结构的影响研究

针对隧道斜交横通道施工对主隧道衬砌结构产生影响,以哈尔滨绕城高速天恒山公路隧道工程为依托,采用现场实测和三维有限元数值模拟的方法,对横通道施工阶段主隧道衬砌结构的变形规律和受力特性进行研究.研究结果表明:(1) 横通道施工导致交叉口附近一定范围内的主隧道衬砌产生变形和应力集中,其影响范围在交叉口锐角一侧为1.82D(D为主隧道洞跨),在交叉口钝角一侧为1.32D;(2) 衬砌变形以拱部下沉为主,在边墙部位产生外扩现象;(3) 横通道的开挖破坏了主隧道原有的成拱效应,使交叉口处的衬砌产生应力集中;(4) 随着横通道开挖深度的增加,主隧道衬砌结构的变形和应力逐渐减小,趋于稳定;(5) 交叉口两侧的主隧道衬砌结构强度安全系数均大于设计值2.0;(6) 交叉口锐角一侧的变形和应力集中程度大于钝角一侧,而安全系数小于钝角一侧.研究成果对类似工程的设计与施工具有借鉴作用.     

同步施工时高层建筑对隧道结构影响分析

为探究同步施工时高层建筑对新建隧道结构的影响,通过MIDAS-GTS模拟高层建筑修建过程,并对临近隧道结构的位移及应力情况进行数值分析,采用地层-结构计算模型,分析在临近隧道区域修建高层建筑物时对隧道结构的影响,进而判断隧道承载能力及安全性能。数值计算结果表明：同步施工时,高层建筑物修建对临近隧道结构所产生的附加荷载及位移影响较小,均未超过隧道受力及沉降控制值,隧道结构处于安全状态。     

公路隧道衬砌背后空洞分布特征及其 对衬砌结构的影响

针对公路隧道衬砌结构病害问题日益突出的现状,基于160余座公路隧道衬砌检测资料对衬砌背后空洞形态特征进行统计分析,在此基础上对衬砌结构受力性能和安全性进行了评价。结果表明:空洞主要分布在衬砌拱部位置及围岩状况较差的Ⅴ级、Ⅳ级围岩段; 空洞纵向长度主要分布在0～20 m范围,其分布曲线呈指数降低分布规律,空洞径向高度主要分布在0～25 cm范围,其分布曲线呈正态分布规律,空洞平均长度及高度按照拱顶→拱腰→边墙、V级→Ⅳ级→Ⅲ级的规律逐渐减小; 空洞高度的增大对衬砌结构力学性能影响较小,而空洞环向范围的增大显著降低了衬砌安全性,衬砌结构受力性能随空洞纵向长度增大而逐渐向着不利状态转变,但当空洞纵向长度增大到一定值后衬砌结构安全性进一步降低的幅度有限; 研究结果可为衬砌背后空洞的整治提供参考。     

特长山岭隧道衬砌监测及模拟研究

 在新奥法的隧道设计理念中，现场的监控量测工作是必不可少的重要组成部分。监控量测不仅能准确反映围岩的稳定性，而且通过对监测数据的分析及在此基础上的数值模拟工作，可以较好地优化隧道的衬砌结构，从而使动态设计、信息化施工成为可能。为实时掌握隧道施工期间的围岩变形和支护结构的受力特点，某特长山岭隧道进行以应力监测和位移监测为基础的全程监控量测工作。并以应力监测为基础，采用有限元软件对隧道衬砌结构在不同级别围岩中的受力状态进行模拟，以监测位移值做标准，对数值模拟结果的正确性进行验证。计算出不同衬砌结构在相应级别围岩中的临界荷载，以指导现场监控量测工作。从而保证隧道的施工安全并优化衬砌设计，为后续工程的设计提供指导。     

道路工程施工对共线地铁隧道结构的影响分析

为研究道路工程施工对共线地铁车站结构的影响，以福建省内某复杂道路工程为背景，利用有限元软件建立了三维模型模拟道路工程施工工况，分析了该工程施工全过程对共线盾构管片和地铁车站结构的影响。数值模拟结果表明，道路工程施工对共线地铁隧道结构的竖向位移影响较大，道路沿线的填方比挖方工况对盾构管片的影响更为明显，现场可采取轻质泡沫混凝土进行换填/回填，该方式能有效减小盾构管片的变形。     

管线基坑施工工序对地铁隧道结构变形影响研究

以槐房北路DN400 mm供水管线和槐房西路DN300 mm供气管线穿越既有北京地铁4号线和新宫站站后折返线工程为背景,对如何合理安排2个管线工程的施工顺序和施工工序,减小对地铁运营的影响进行了研究。采用有限元数值模拟软件Midas建立数值计算模型,并根据地铁隧道保护范围和新建工程影响范围,确定了模型尺寸。通过数值模拟,研究了2个管线工程在不同施工顺序和施工工序以及不同施工段长度的情况下,对既有地铁隧道结构变形的影响。该研究成果可为施工过程中合理安排施工工序,确保地铁安全运营提供技术支持。     

圆形隧道衬砌背后空洞对隧道结构影响的振动台模型试验

为研究圆形隧道背后空洞对结构抗震性能的影响,开展振动台模型试验研究。从地层参数、试验模型相似比、模型箱设计、人工边界处理、传感器布置及地震动加载制度等方面,详细介绍模型试验方案。分析模型箱的边界处理效果,重点考察了模型地基的加速度反应、隧道结构的加速度反应、隧道结构的动应变规律及特征。试验结果表明:模型箱设计合理,边界的设置能够很好地模拟原型土域;随着地震波的向上传播,模型地基中的峰值加速度逐渐增大,地表处的加速度放大系数随着台面输入地震动的增大而减小;在较小地震动作用下,圆形衬砌背后空洞会缩小断面的加速度响应,而在较大地震动作用时会明显增大断面地震反应。     

新建隧道施工爆破振动对既有隧道安全性的影响研究

在地下结构动力学数值方法的基础上，采用模态分析得到了体系的动力特性方程，通过ANSYS的瞬态动力学计算，研究了邻近铁路隧道施工爆破振动对既有隧道衬砌结构的影响。     

相邻隧道施工对上海地铁二号线的影响分析

上海明珠线东方路车站附近的区间隧道是相邻于地铁二号线的区间隧道建设的，二者中心线间的最小距离为12.3m。由于距离很近，新隧道的施工对原有的地铁二号线隧道的影响不可避免。讨论了在新隧道施工过程中地铁二号线隧道的位移变化规律；研究了新建的盾构隧道的推进对原有隧道的影响特征，并且，给出了存已有隧道附近建设新隧道的规划和施工建议；同时，用数值模拟手段对隧道变形进行了预测，并将预测结果与实测结果进行了比较。