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。     

浅埋偏压且下穿道路黄土隧道施工技术探讨

通过对太中银铁路穆村1号隧道出口浅埋偏压段且下穿地方道路状况的分析,采用回填反压、路面处理、洞内各施工步序距离等方案方法,确定了合理的施工技术方案,成功解决了隧道在浅埋、偏压及下穿道路所面临的综合不利问题。     

黄土地区浅埋暗挖地铁隧道衬砌受力分析

为了解黄土地区浅埋暗挖地铁隧道衬砌结构的受力特征,得出荷载在衬砌结构各部分中的分担比例,以西安地铁 2 号线实体工程为依托,开展了较大规模的现场测试工作,对围岩与初期支护接触压力、初期支护与二次衬砌接触压力及二次衬砌结构应力进行了研究。结果表明：在三连拱大断面地铁隧道中先开挖洞室初期支护各部位所受的围岩压力均大于后开挖洞室初期支护所承受的压力;左、右线中墙顶、底部初期支护承受的压力较大,表明隧道中隔墙承担了较大的上部土体荷载;初期支护与二次衬砌承受的荷载比例为 52.81% 和 47.19% ;二次衬砌混凝土基本受压,左、右中隔墙二次衬砌混凝土受压最大。在标准断面地铁隧道中左、右线墙脚位置初期支护与围岩之间接触压力较大,表明这两位置承受了大部分垂直压力;初期支护与二次衬砌承受的荷载比例为 40% 和 60% ;二次衬砌混凝土基本受压,拱腰及以上位置应力较大,仰拱处应力较小。     

连拱隧道浅埋偏压段的受力和变形机制研究

 以安景高速双河口隧道为工程背景,针对连拱隧道洞口浅埋偏压段特殊的地形情况,探讨围岩在地应力和边坡滑动共同影响下的应力分布情况。为满足工程应用的需要,在监测数据分析的问题上提出对监测数据进行非线性分离的方法,并以其中的线性趋势项为依据建立围岩的应力与变形之间的映射关系,来指导隧道设计和施工,用分离出来的波动项来分析施工过程中出现的异常情况。结果表明：连拱隧道洞口浅埋偏压段受到上覆荷载和边坡滑动的共同作用,其中最危滑动面和洞口上部坡角处的围岩和支护结构受边坡滑动的剪拉作用影响最为明显,消除施工等因素影响的监测数据趋势项可以更直观地说明这一点,因此在隧道工程中如果穿越岩体最危滑动面附近的围岩时有必要考虑边坡滑动的影响。     

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。     

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。     

黄土隧道浅埋偏压洞口段套拱结构受力监测与分析

为了解黄土隧道浅埋偏压洞口段套拱结构的受力状况,对刘家坪2号隧道洞口段套拱基底应力、钢架应力、混凝土应力及拱顶下沉进行施工监测,并对监测结果进行分析。结果表明:浅埋偏压情况下,套拱两侧基底应力分布不均匀,拱顶填土引起基底应力急剧增长,仰拱施作后基底应力趋于稳定;套拱钢架受力复杂,有拉有压,且值很大,仰拱开挖引起钢架应力急剧增长,钢架在套拱支护结构中发挥了强大的支护作用;冬、夏季温差引起套拱混凝土应力随时间(季节)的变化呈现拉、压交替变化,夏季出现最大压应力,冬季出现最大拉应力,且压应力较小,拉应力较大,多处测点都超过了C25模筑混凝土设计轴心抗拉强度;套拱拱顶下沉主要由洞顶填土施工和仰拱开挖引起。     

松散破碎围岩浅埋隧道施工及监测分析

以李家冲隧道为例介绍了浅埋隧道施工技术,并对隧道周边位移收敛、拱顶下沉和地表下沉等进行了量测,分析和总结了三者的变化规律,阐述了隧道施工对监测数值造成的影响,对今后同类隧道工程具有一定指导意义。     

浅埋暗挖黄土隧道拱顶沉降原因分析与控制

结合太原铁路枢纽新建西南环铁路Ⅱ标东晋隧道暗挖段初期支护工程实例,对浅埋黄土隧道拱顶沉降进行细致监测,根据现场监控量测数据进行深入分析,总结在浅埋暗挖黄土隧道施工过程中拱顶沉降数据过大的原因及控制措施,指导后续施工。     

某高速公路浅埋段隧道支护参数对比与分析

分析了采用不同支护参数的两座隧道在施工过程中支护结构的变形特点,对施工过程进行了仿真,并对该两座隧道的实际施工效果进行了比较.结果表明,尽管采用现浇模筑混凝土作为初次支护有其刚度大的优点,但也有其不利的一面.对于类似条件下的隧道施工,建议采用锚喷支护作为初期支护.     

浅埋偏压连拱隧道非对称支护结构受力性状分析

 针对浅埋偏压连拱隧道施工中出现的受力非对称问题,结合药水峡连拱隧道的实际情况,通过有限元分析与现场监测,分析浅埋偏压连拱隧道非对称支护结构的受力性状,采用非对称设计方法对支护结构进行优化。结果表明：对浅埋偏压连拱隧道支护结构进行非对称设计施工是可行的;连拱隧道先施工洞室的受力大于后施工洞室,此结果与隧道偏压状态关系不明显;浅埋偏压连拱隧道围岩压力分布宜按圆形洞室的径向荷载考虑。因此,在进行类似浅埋偏压连拱隧道设计施工时,应注意施工顺序,支护结构可进行非对称设计。     

大断面黄土隧道二次衬砌受力特性研究

以兰渝铁路胡麻岭隧道为工程背景,采用现场监测方法得到大断面黄土隧道初期支护与二次衬砌之间的接触压力,并讨论该接触压力随时间的发展规律和沿洞周的空间分布特性。根据铁路隧道设计规范计算得到作用于衬砌结构的计算荷载,采用荷载结构模型分别计算实测和计算荷载作用下的二次衬砌内力,并进行对比分析。研究方法和结论对分析软弱地层衬砌结构的受力特性、建立更加科学合理的隧道设计方法具有一定的参考价值。     

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。     

浅埋岩溶隧道灾变机制及其防治

 针对重庆云雾山隧道浅埋岩溶段施工中发生的岩溶地质灾害事故,对浅埋岩溶隧道地质灾害的关键致灾因子及相互关联进行理论分析,并结合现场岩溶处治实践,对其实施效果进行评价。研究结果表明,浅埋岩溶隧道五大致灾因子为埋深浅、上覆地层松软、岩溶发育程度和规模、补给水源以及工程因素,其中施工揭穿顶部和两侧的溶洞连通地表水涌入塌陷区是主要诱因,含溶洞断面的位移释放主要发生在开挖前和开挖瞬间。同时,浅埋岩溶隧道地表水对隧道稳定性影响比地下水更为明显,故解决岩溶灾害的根本途径在于采用合理的设计施工方法,实现施工扰动条件下岩溶动力系统平衡状态的平稳过渡。     

膏溶角砾岩隧道支护体系力学特性试验研究

 开展膏溶角砾岩隧道支护体系现场试验,研究无水段、高含水量段初期支护锚杆轴力、围岩压力、钢拱架应力及洞周位移、二次衬砌接触压力和钢筋应力。分析表明：高含水量比无水段初期支护受力增大约50%,而二次衬砌受力增长约30%;无水试验段拱腰锚杆主要受压,建议取消拱部系统锚杆,只打设拱部锁脚锚杆,及早封闭成环;高含水量段锚杆主要受拉,发挥拉拔力支护效果,建议锚杆参数不变;初期支护钢拱架架设能够立即承载,发挥支护作用明显。研究成果可为膏溶角砾岩地层隧道及类似工程的修建提供参考。     

基于图像局部网格特征的隧道衬砌裂缝自动识别

 裂缝是隧道衬砌最常见也是最严重的病害之一。针对常规图像识别方法存在的问题,提出一种基于图像局部网格特征的隧道衬砌裂缝自动识别方法。首先将图像划分为8 Pixel×8 Pixel的局部网格,基于局部网格内不同方向之间的亮度差异和对比度差异特征设计十字形模板,通过模板计算将网格中灰度值最小的像素识别为潜在的裂缝种子,最后采用种子连接算法将离散的裂缝种子像素连接成为完整的连续裂缝,在连接过程中自动计算裂缝的走向、长度和宽度。通过接受者操作特征曲线估计算法的最优参数和最佳阈值,从定性和定量分析两方面验证其可靠性和准确性。工程应用实例表明,算法能取得良好的裂缝识别效果,特别是对细微裂缝和存在渗漏水的衬砌图像,算法的可靠性和识别率均高于常规的图像识别方法。     

浅埋隧道塌方处治方法研究

根据工程塌方处治实例,探讨了浅埋隧道塌方处治中超前支护系统的作用原理,利用有限元手段分析了二次衬砌结构的内力情况,给出了塌方处治方案,根据处治效果可得出:(1)管棚注浆法作为一种行之有效的辅助工法,其力学效应是显著的;(2)处于浅埋顺层围岩条件下的隧道,围岩的变形往往带有突然性;(3)施工中及时构筑二次衬砌,早日形成封闭式支承体系,加快围岩变形稳定过程,可有效地抑制围岩过度变形及塌方事故。     

厦门海底隧道强风化花岗岩力学特性研究

 厦门海底隧道海域隧道地段存在多处风化深槽,岩体主要为全、强风化花岗岩。由于该类岩石强度低,压缩性高,自稳和自承能力差,在隧道衬砌结构的设计和施工工艺的选择方面会遇到一系列特殊的问题。主要通过对天然和重塑强风化花岗岩岩样进行一系列的室内试验,在掌握其基本物理力学特性的基础上,重点对其流固耦合作用下的力学特性进行研究,并建立该类强风化花岗岩的力学模型,通过反演分析对力学模型进行验证。研究成果对风化花岗岩类工程的力学参数取值有重要借鉴意义,对该类岩体中隧道的设计施工具有指导作用。