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...     

隧道二次衬砌结构验算与裂缝原因分析

通过对国内外隧道设计中关于二次衬砌承担荷载比例的讨论,按照二次衬砌承受全部荷载的70%,初期支护与围岩共同承担荷载30%的原则,基于荷载-结构法建立有限元模型,用其计算了某隧道工程二次衬砌设计的结构安全性,分析了工程中二次衬砌出现裂缝的原因。     

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.     

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。     

公路隧道二次衬砌顶部脱空的分析与处理

分析了公路隧道二次衬砌顶部脱空现象的危害、原因、受力与位移，并提出了处理措施。     

整体式曲中墙连拱隧道结构安全性评价模型

为解决整体式曲中墙连拱隧道安全性难以准确预测和评价的难题,通过数值模拟分析壁后脱空及衬砌减薄的存在对连拱隧道结构的影响规律,基于模糊综合评价法,建立相应的安全性评价模型.该评价模型考虑了定量及定性指标,并经模型试验加以验证,能够准确地确定壁后脱空及衬砌减薄条件下连拱隧道安全性等级,为制定整体式曲中墙连拱隧道安全预测及养护措施提供依据.     

探地雷达在隧道衬砌结构检测中的应用研究

根据探地雷达在隧道衬砌结构检测中的应用实践,论述了探地雷达工作原理,结合应用实例分别就隧道衬砌结构层、隧道开挖是否存在超欠挖现象、衬砌结构中空洞、隧道初期支护钢支撑、衬砌结构中排水设施、二次衬砌混凝土厚度的检测进行了分析,得出两条经验性总结。     

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.     

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.     

某高速公路隧道2次衬砌厚度不足病害整治

2次衬砌厚度不足病害直接降低隧道结构的可靠度.以某高速公路隧道为研究对象,从纵向里程变化和横断面不同位置2个方面对2次衬砌厚度不足病害进行统计分析,将左线和右线2次衬砌厚度不足病害对比分析整治,采用数值分析软件对整治前后衬砌结构受力进行数值模拟以验证整治效率,以期能够为类似隧道2次衬砌厚度不足病害整治提供借鉴.结果如下:1)在横断面位置上,拱顶处2次衬砌厚度不足病害最严重;在纵向里程上,左线拱腰处ZK21+575~600、ZK21+700~725段,边墙处ZK21+750~800段,右线拱腰处K21+800~875段2次衬砌厚度不足病害相对严重,建议加强衬砌健康状况检测;2)得到2次衬砌厚度不足病害整治前后衬砌结构的内力及安全系数变化,整治后衬砌结构的承载力和稳定性明显增强,拱腰和墙脚处安全系数显著增大,十分利于塑性区域明显集中的坑道侧壁的受力,证明整治措施有效.     

隧道埋深及开挖方法对于二衬支护时机的影响

为了研究隧道埋深和施工方法对二衬支护时机的影响,以广梧高速公路牛车顶隧道为工程背景,建立数值计算模型,分别改变隧道埋深和施工方法,得到相应的隧道二衬支护时机.结果表明：通过数值计算,可定量得到二衬及掌子面之间的允许距离和埋深的关系;当埋深较小时,二衬与掌子面的允许距离随着埋深的增加而增加;当埋深超过某一限值时,隧道二衬与掌子面的允许距离基本不变;开挖工法对二衬与掌子面间的允许距离影响比较显著,而对仰拱与掌子面的允许距离影响很小.随着开挖断面分部的增加,开挖对围岩的扰动减小,因而可以适当延缓构筑二衬时机.若选取Ⅲ级围岩中的全断面开挖法作为参考基准,则围岩中二衬与掌子面的允许距离将由于选择不同工法需进行修正,相应的修正值为：全断面法1.0,上下台阶法和中隔壁法均为1.5.     

Time-dependent safety of lining structures of circular tunnels in weak rock strataOA

Following tunnel excavation and lining completion, fractured surrounding rock deforms gradually over time; this results in a time-dependent evolution of the pressure applied to the lining structure by the surrounding rock. Thus, the safety of the tunnel lining in weak strata is strongly correlated with time. In this study, we developed an analytical method for determining the time-dependent pressure in the surrounding rock and lining structure of a circular tunnel under a hydrostatic stress fiel...     

层状岩体中地下工程复合衬砌模型试验研究

本文结合重庆市菜袁公路Ⅱ号隧道设计方案,对层状岩体中深埋隧道围岩及二次衬砌的受力状态、时间效应及破坏机理,进行了模型试验研究.试验结果表明,复合衬砌的破坏亦属剪切破坏;喷锚支护改善围岩的力学性能,提高抵抗变形的能力;二次村砌能起到支护结构的作用.     

基于蠕变效应的软岩隧道初衬厚度的研究

采用粘弹性方法,对隧道施工过程中的力学动态进行时间效应分析,分析了初衬支护厚度对围岩位移、初衬应力、二衬应力的影响。初衬厚度越大,围岩位移、初衬应力、二衬应力就越小,但是从因初衬厚度增大而减小的围岩位移、初衬应力、二衬应力与初衬厚度的比值来看,20cm厚的初衬比值较超过20cm厚的初衬的比值大。     

钢板混凝土在隧道支护中的应用

针对目前隧道支护方法中存在的诸多问题,提出在隧道工程中采用钢板混凝土实行围岩支护。介绍了新支护方法的施工工艺,并且从隧道施工的安全、进度、防水、承载力4个方面出发,与管片衬砌支护和锚喷支护进行对比分析,发现该支护方法能提高隧道的工程质量,加快施工进度,降低工程造价,为后续隧道施工支护提供一个新的方案思路。     

强震区高岩温隧道橡胶板减震层隔热减震效果分析

本文以强震区拉日铁路吉沃希嘎高岩温隧道为研究对象,通过FLAC3D有限差分数值模拟软件分析橡胶板减震层对高岩温隧道的隔热减震效果影响.研究结果表明:施设减震层后隧道二衬温度整体降低,隔热效果最佳位置是右拱肩处;施设减震层后隧道二衬安全系数整体增加,减震效果最佳位置是右边墙处.研究成果可为强震区高岩温隧道隔热减震技术的发展提供技术支撑.     

软岩隧道施工变形修复方案优化研究

某隧道在建设过程中,由于上覆荷载大,围岩强度较低,围岩出现了较大变形,严重影响隧道安全,需对隧道进行修复.根据实际情况设计了反增加初期支护厚度和增加初期支护厚度并加固围岩2种修复方案,并依据实测地形分别建立了有限元计算模型,采用不同的工况模拟了隧道修复方案.对计算结果从围岩位移、应力、塑性区发展以及衬砌内力等方面进行了对比和分析.研究结果表明,围岩注浆对软岩隧道的围岩变形、围岩应力的控制效果优于仅采用增加初衬厚度的修复方案.此研究对类似隧道修复具有借鉴意义.     

隧道围岩-喷射混凝土界面应力解析

根据喷射混凝土支护隧道围岩的界面力学特点,考虑喷层与围岩结合界面受力和变形协调关系,并结合围岩承载拱效应,建立了围岩一喷层结构的复合曲梁共同承载模型,然后通过各微单元静力平衡推导复合曲梁的径向位移的控制微分方程,得到任意分布荷载作用下喷层与围岩界面应力以及喷层与围岩各自内力的解析式,可迅速获取喷层与围岩结合界面的力学状况,进而判断围岩稳定性与预测安全性,为隧道施工决策提供技术支撑。最后经隧道台阶法开挖的算例研究表明,喷层支护通过其与围岩的结合界面上传递应力使围岩内部形成压应力带,有利于围岩的稳定。     

输水隧道流-固耦合地震反应研究

目的为了研究在考虑介质的辐射阻尼的情况下，穿越软土地区的浅埋大管径输水隧道在内水作用下。其水体晃动、阻尼系数、地震激励方向、内水压力、围岩种类、围岩和衬砌的非线性以及衬砌的厚度对衬砌的地震响应的影响．方法根据流固耦合原理建立内水-衬砌-围岩三者的运动方程。以一穿越河底的输水隧道为例，采用三维流固耦合有限元程序对其进行地震反应分析．其中管内水体采用基于势的流体单元．结果经分析得出其中水体晃动、地震激励方向、高内水压力、围岩种类，围岩非线性及衬砌的厚度都对衬砌的地震响应的影响很大．结论采用有限元理论分析了对衬砌的地震响应有影响的几个因素，为工程设计与施工提供了可靠的理论依据．