浅埋下穿高速公路黄土隧道管棚变形监测及受力机制分析

 依托郑西客运专线阌乡隧道,开展浅埋大跨黄土隧道长大管棚受力机制的研究。对隧道进入下穿高速公路前的管棚纵向变形进行监测,根据实测结果分析长大管棚在隧道开挖过程中的受力特性与作用机制;建立浅埋暗挖黄土隧道管棚受力的双参数地基梁模型,对长大管棚受力机制进行分析。计算结果与实测结果有较好的一致性。研究结果表明：掌子面前方约15 m处管棚开始受力,掌子面过后约15 m处管棚的受力趋于稳定,管棚的纵向变形总体上呈凹槽形分布,掌子面处管棚受力最大;同时,管棚变形与开挖面位置、开挖进尺、管棚及岩体物性指标等因素有密切关系。研究结果为隧道下穿段管棚工法及施工方案的优化设计提供理论依据,并在下穿段沉降监测中得到验证。     

深埋老黄土隧道变形规律及初支受力机理

为了解决深埋老黄土隧道初期支护因围岩弱化挤压而破坏的现象,为隧道支护破坏整治提供依据,以阳山隧道出口深埋老黄土段为工程依托,对不同含水率下隧道变形规律进行了统计分析,然后综合采用变形反演、强度折减数值计算和实测支护内力规律对比的方法对初期支护的整体受力状态和受力规律进行了研究,最后通过数值计算对初期支护受力关键部位的破...     

黄土隧道初期支护结构受力特性研究

为研究黄土隧道初期支护结构受力特性,对刘家坪3号隧道的初期支护结构进行受力监测,监测项目包括钢架应力和喷射混凝土应力。监测结果表明喷射混凝土应力均为压应力,且分布不均。格栅拱架内、外侧均为压应力,分布不均。采用有限元分析软件对隧道施工过程进行了数值模拟分析,计算结果和实测结果较为一致。     

湿陷性黄土隧道围岩变形特性研究

湿陷性黄土在遇水后会发生显著的附加变形,具有极低的承载力,是黄土隧道建设面临的严峻的工程地质问题.以太兴铁路湿陷性黄土隧道为研究对象,对施工期间钢拱架变形进行监测,确定了湿陷性黄土隧道的围岩变形特性,并反馈支护参数,对支护措施提出建议,为以后类似隧道的建设提供了丰富的技术和经验.     

浅埋黄土隧道施工方法及支护受力研究

以神（木）延（安）铁路十五标段和Ｗ６标段４座黄土隧道及应力监测为实例,对浅埋黄土隧道施工方案及施工出现的技术问题,支护与土体间接触应力分布规律及引起结构变形原因进行了分析和探讨。     

深埋隧道杆系支护结构受力特性数值分析

依托中条山特长公路隧道工程,采用有限差分软件FLAC3D,以深埋段为研究对象,对各工况(有无锁脚锚杆、有无超前导管)围岩变形及支护结构受力进行了分析,研究结果表明:锁脚锚杆的设置对拱顶沉降及收敛位移的控制有明显作用;超前导管设置与否对围岩变形以及支护结构受力基本无影响,但能提高掌子面前方土体稳定性。     

玄武岩隧道两台阶法施工过程中支护受力及变形监测分析

本文工程背景为丽香铁路中义隧道。该隧道位置地质构造复杂,新构造运动剧烈,岩体整体性差,且高跨比较大（约1.4）,边墙结构设计为直墙,对水平收敛控制有不利影响,造成开挖后围岩有较明显变形。采用现场监测与理论分析相协同的方法,对玄武岩隧道两台阶法施工过程中结构受力及隧道拱顶下沉和水平净空收敛变形进行监测,获取监控数据以反映现场初支变形情况,为支护参数调整、二衬施作时机等提供参考。     

浅埋暗挖隧道管棚变形监测及受力机制分析

在土江冲隧道进口段采用应变计对管棚纵向变形进行监测，根据现场测试结果分析管棚在隧道开挖过程中的受力特性，讨论管棚的作用机制。对管棚的刚性固定端Winkler弹性地基梁模型进行改进，建立浅埋暗挖隧道管棚受力的弹性固定端双参数弹性地基梁模型，推导出管棚的扰度方程及应力、应变计算公式，提出求解方法。将弹性固定端双参数弹性地基梁模型应用于土江冲隧道管棚作用机制的分析，计算结果与实测结果吻合较好，说明采用弹性固定端双参数弹性地基梁模型分析管棚受力特征是可行的。     

黄土隧道初支变形处理方法探讨

针对陕北黄土高原高速公路隧道施工中,出现的围岩突变,导致初期支护出现的大变形情况,通过对比设计资料和现场踏勘等方式,全面分析了变形产生的原因,及时有效地进行应急处置。多次组织专家论证,通过反压回填保证压力平衡,及时搭设临时加强支撑确保已变形段初期支护结构变形稳定,在换拱前对变形段初支外破碎围岩进行注浆加固,并按处理方案要求密打超前小导管等一系列安全保证措施实施的前提下,实施换拱作业,过程中严格按要求进行监控量测,最终安全高效的完成了隧道初期支护变形段的处理。     

黄土隧道变形换拱处理技术分析

随着当前我国基建工程行业的快速发展,关于交通工程施工发展中涉及的黄土隧道工程施工量也快速增加,在此过程中分析关于黄土隧道变形换拱处理技术,也引起了施工单位及研究人员的重视。如何合理有效实施黄土隧道变形换拱技术,并且确保隧道工程应用中的安全性,则成为当前黄土隧道变形施工处理中主要面临的问题。对黄土隧道变形换拱处理技术,进行简要的分析研究。     

冻融引起黄土隧道洞口段应力变形分析

通过试验获得了原状黄土冻融后的强度参数,并利用有限元方法分析了冻融对黄土隧道洞口段应力及变形的影响。分析结果表明,在冻融作用下,覆土厚度和冻融次数均会对拱顶位移和拱顶上部土体水平压应力产生影响。覆土厚度越大,隧道在开挖和经历冻融后,拱顶沉降也越大;且冻融第1次后对拱顶沉降影响最大。拱顶上部土体水平压应力最大值随覆土厚度的增加而增大;距拱顶较近土体的水平压应力随冻融次数增加逐渐减小,距拱顶较远土体的水平压应力值随冻融次数增加逐渐增大。     

黄土公路隧道洞口段变形规律测试研究

为研究黄土公路隧道洞口段的变形规律,以陕西境内吴子高速公路刘家坪2号隧道右线为依托,采用现场监控量测的方法,对洞口段的净空收敛、围岩内部位移及拱部下沉进行测试。结果表明：(1)从同一时刻2个断面拱部下沉和净空收敛的数据来看,拱部下沉明显大于净空收敛,因此施工中应以控制拱部下沉为主;(2)变形数据的规律反映洞口段的地形偏压情况;(3)洞口段拱部下沉时态曲线为基本稳定型,主要标志为下沉时态曲线平缓上升,但变形速率逐渐下降,表明该段黄土地层趋于稳定状态;(4)2个断面的6条拱部下沉时态曲线的规律基本相同,表明虽然经历边墙和仰拱施工等巨大的空间变化,但下沉时态曲线无明显突变,表明马兰组新黄土地层的位移规律,其时间效应比空间效应显著。研究结果可为洞口段的设计与施工提供理论依据,为类似隧道工程洞口段的建设提供借鉴。     

鸳鸯会隧道开挖变形分析及控制措施

山平高速公路鸳鸯会隧道左线进洞施工中,隧道顶部和邻近坡体产生了较大变形,现场监测发现隧道最大沉降达34 cm。依据对该隧道及邻近坡体现场监测数据,应用相关理论,分析探讨洞口开挖引起隧道及仰坡不利变形的诱因,并根据监测分析结果提出控制措施。最后应用有限元方法模拟了所提出控制措施下隧道进洞开挖的过程,结果表明所提出控制措施...     

大坂引水隧洞工程变形监测及稳定性分析

“九九”大坂区各比选方案引水隧洞线均穿越第四系中、下更新统(Q f1 g-l2)地层,由于第四系地层为散体结构,国内尚无统一的围岩分类方法及标准,该地层的成洞条件对方案的比选起决定性作用。为此,在隧洞进口成洞条件相对较差的第四系下更新统地层上部布置原型试验洞,通过对第四系地层原型试验洞施工开挖全过程及后期变形监测,了解隧洞围岩的稳定性及变形特性,为隧洞的结构设计、施工开挖、支护等提供科学依据。     

浅埋黄土隧道衬砌结构受力分析

通过对三十里铺隧道的现场测试,研究浅埋黄土隧道一衬和围岩接触应力、锚杆轴力、喷射混凝土表面应变、二衬中钢筋应力和浇注混凝土应变随时间变化规律及分布特征。结果表明,围岩释放应力最大值在7～10 d,位置在拱腰处;锚杆轴力稳定时间为30 d左右,且在空间上出现压应力区;喷射混凝土表面应变较大且常出现跳跃性变化;二衬钢筋应力初期为拉应力;边墙处的稳定时间为6～8 d后,拱顶处30 d后仍然递减;二衬混凝土应变由初期的拉应变向压应变变化。隧道衬砌的受力分析结果为支护系统的优化提供依据,对同类工程的设计提供借鉴。     

浅埋黄土隧道衬砌结构受力分析

 通过对三十里铺隧道的现场测试,研究浅埋黄土隧道一衬和围岩接触应力、锚杆轴力、喷射混凝土表面应变、二衬中钢筋应力和浇注混凝土应变随时间变化规律及分布特征。结果表明,围岩释放应力最大值在7～10 d,位置在拱腰处;锚杆轴力稳定时间为30 d左右,且在空间上出现压应力区;喷射混凝土表面应变较大且常出现跳跃性变化;二衬钢筋应力初期为拉应力;边墙处的稳定时间为6～8 d后,拱顶处30 d后仍然递减;二衬混凝土应变由初期的拉应变向压应变变化。隧道衬砌的受力分析结果为支护系统的优化提供依据,对同类工程的设计提供借鉴。     

厦门海底隧道地层变形监测与机制分析

厦门海底隧道施工过程中,工程技术人员将临着陆域段地层大变形、砂层施工控制、全风化花岗岩地层变形机制以及如何穿越结构交界面和全(强)风化深槽(囊)等诸多难题,这些都迫切需要深入研究海底隧道上覆地层的变形规律以及地层变形发展的机制和控制技术。通过陆域段地层变形实测以及对隧道施工过程进行三维流固耦合数值模拟分析,较好地反应了地层变形的分布、发展规律,地下水的运行、作用机制,以及地层大变形发生的力学原因。同时,也较好地描述了海底隧道中围岩-衬砌结构-超前支护-注浆加固-地下水,这一结构体系在地层变形中的相互影响和相互作用。研究结果可为海底隧道陆域段顺利施工提供了技术参考和安全保障,也为即将通过海域软弱风化深槽作研究准备。研究结果表明,考虑流固耦合作用的数值模拟结果与现场监测、观测结果具有良好的一致性,进一步说明围岩、地下水以及相应的施工控制是海底隧道的三大核心技术要素。     

连拱隧道边坡变形的三维监测分析

连拱隧道诱发的滑坡，不但威胁着现场施工人员的安全，还可能使隧道结构出现大量裂缝或者破坏，甚至导致工程整体报废，造成不可挽回的经济、社会损失。以云南元（江）磨（黑）高速公路小曼萨河隧道为例，对隧道边坡变形进行三维监测及洞内变形监测，确定该隧道边坡三维变形的基本模式。边坡变形的三维监测表明：（1）边坡位移三维特征明显，潜在滑面位于隧道以下：（2）边坡向山外（y正方向）方向的位移量最大，主滑方向和隧道洞身斜交，以向山外运动为主，边坡测点总体的运动趋势为向隧道内部和山里转动。在隧道边坡治理中，考虑隧道边坡主滑方向的三维变形特征，取得良好的效果。对隧道边坡变形进行三维监测及洞内变形监测，并将其用于隧道边坡的稳定性分析以及后期治理具有重要的理论意义和实用价值。     

湿陷性黄土高贴坡变形模式和稳定性分析

采用原状黄土与重塑黄土联合制作模型,针对湿陷性黄土高贴坡在天然含水量及饱和状态时的稳定性和变形模式开展离心试验研究。结果表明：湿陷性黄土高贴坡在天然含水量状态下稳定性较好,贴坡体固结变形是高贴坡变形的主导因素,高贴坡工后变形量及变形速率前期较大,后期较小,且贴坡体厚度越大,工后沉降也越大,变形稳定所需的时间也越长,贴坡体厚度与工后沉降量呈现线性关系;当土体饱和时,贴坡体固结及黄土湿陷共同导致高贴坡沉降变形,若沉降变形过大,坡体可能沿水分浸入时形成的软弱带开裂破坏;湿陷性黄土层的强度决定湿陷性黄土高贴坡的稳定性,坡体破坏时滑裂面将通过湿陷性土层,其位置取决于湿陷性黄土层与其相邻土层的强度差异。当强度差异较大以致湿陷性黄土层与相邻土层的接触面形成软弱夹层时,则接触面必为滑裂面的一部分,且强度相对较小的接触面首先破坏,滑裂面上部土层表现出比较典型的平移滑动模式;反之,滑裂面近似圆弧,且与接触面之间存在一定厚度的过渡层。     

黄土隧道锚杆受力与作用机制

 为探讨黄土隧道锚杆作用效果及机制,对陕西省吴堡-子洲高速公路上3座黄土隧道中的48根锚杆应力进行现场测试和统计分析,结果发现：黄土隧道在钢架支护条件下,拱部系统锚杆受压且应力值较小;拱脚处锁脚锚杆以受拉为主,锁脚锚杆应力普遍大于拱部锚杆应力。从土体的变形和锚杆与土体的锚固效果2方面分析黄土隧道拱部系统锚杆的力学状态,分析认为隧道开挖后,浅埋黄土隧道拱部发生整体沉降,锚杆并不存在锚固段;深埋黄土隧道开挖后土体产生较大塑性区,目前以“短而密”原则设计的系统锚杆也不存在锚固段;锚杆与土体采用水泥砂浆或药卷式锚固剂黏结效果差,因而黄土隧道锚杆锚固力不大;锚杆锚固于初期支护上,并伸入土体中,从内部约束土体变形,在初期支护施作后,相对于土体的后续变形,拱部系统锚杆受到土体向下的摩阻力,相当于桩承受负摩阻力,因而拱部系统锚杆受压。综合以上分析表明,在黄土隧道中,钢架支护条件下的系统锚杆支护效果不明显,可以取消。工程实践证明,钢架支护条件下黄土隧道取消系统锚杆,可减少施工环节,更有利于隧道施工安全和结构稳定,可缩短工期和降低工程造价,有着特别显著的社会经济效益。