基于网络分析法盾构下穿隧道风险分析

本文以深圳地铁某始发、到达阶段复合地层下穿既有线为工程依托,首先对其进行了风险分析,取得了两级风险指标。然后,在地铁盾构风险评价中采用网络分析法,以始发复杂地质条件下穿既有线隧道等多风险素为研究对象,以多风险因素专家调查结果为依据,构建风险评价模型,研究分析多层级风险源条件下,风险控制技术的不同层级权重排序。研究得到了盾构施工参数设置与控制不当、上软下硬地层不良影响为排序在首位、次位的风险因素。研究表明,网络层次分析法在地铁盾构工程风险评价中是可行的,可为地铁盾构工程风险控制快速决策提供了依据。     

地铁暗挖隧道无筋复合衬砌损伤加固试验研究

以北京地铁某线路复合衬砌结构裂缝病害为研究背景,采用室内模型试验方法开展对衬砌结构破坏规律和补强效果的研究。通过试验得出主要结论如下:(1)试验梁裂缝发展分为4个阶段,以试验荷载90 kN、120 kN、180 kN和350 kN为分界点。(2)芳纶纤维布补强试验梁的破坏试验显示,黏贴在试验梁下部的芳纶纤维布提升了试验梁的抗弯性能,其挠度由13 cm增加至18 cm;3 m的补强范围保证了试验梁在破坏时,芳纶纤维布的两边始终粘贴在试验梁下部,未出现拱顶掉块和直梁实验中常见的纤维布断裂破坏形式。(3)通过对比试验可以得出,芳纶纤维布补强不同损伤程度的试验梁可使其屈服荷载提高17%～39%,极限荷载提高46%～71%,对试验梁承载力提高明显。本文的研究结论对下一阶段的隧道衬砌结构裂缝病害综合治理工作具有重要的理论指导意义。     

渗流作用下地层冻结壁形成的模型试验研究

根据相似准则，建立了水渗流作用下两孔地层冻结模型试验台.根据两孔冻结正交模型设计和试验，研究了常规盐水冻结工艺中，地下水渗流、孔间距等对饱和砂冻结交圈时间和上下游温度场发展的影响.研究表明，渗流速度从水平2（模型渗流速度0.7 m/h）增至3水平（模型渗流速度1.0 m/d）时，冻结壁交圈时间急速增加，且水流速度是影响冻结壁上游厚度的主要因素，而缩小冻结孔间距是抑制水流对交圈时间影响的最有效手段.     

高水压富水区隧道限排衬砌注浆圈合理参数研究

海底隧道深埋于海水以下,处于高水压富水区,隧道结构设计时需要考虑外水压力,如果采用"堵水限排"的防排水设计原则,能够以较小的排水量显著降低作用在衬砌上的外水压力,从而使隧道结构设计更加经济。注浆圈合理参数的确定是"堵水限排"的核心问题。基于穿越高水压富水岩溶区的圆梁山隧道工程,通过理论计算和分析,得到了注浆圈参数变化对隧道涌水量和衬砌外水压力的影响规律;提出了隧道排水率的概念,分析了隧道排水率与衬砌外水压力之间的关系。在此基础上提出了确定注浆圈合理参数的方法和程序,给出了圆梁山隧道注浆圈的合理参数值,并在现场得以应用,取得了理想的效果,注浆后实测隧道涌水量与理论计算值基本一致。研究结果表明:衬砌外水压力折减系数取决于隧道排水率,只有当隧道排水系统能够将渗透到衬砌背后的地下水全部排出时,衬砌外水压力才能完全消除;注浆圈的作用不是分担衬砌外水压力,而是通过封堵地下水降低隧道涌水量,从而以较小的排水量可显著降低甚至消除衬砌的外水压力。研究成果对类似高水压富水区以及海底隧道防排水设计具有一定的参考价值和借鉴作用。     

ECL技术在我国应用的可行性研究

ECL工法是一种先进的隧道衬砌技术,在国外已有成功应用的实例,在我国也做过相关试验研究。在介绍ECL工法基本原理的基础上,阐述了ECL工法的特点及应用时遇到的问题。最后论述了ECL工法在我国应用的可行性,并指出ECL工法具有广阔的应用前景。     

盾构机国产化迫在眉睫

21世纪是人类开发地下空间的世纪。目前,我国修建的铁路隧道6876座,长度3670km,居世界首位,近两年则以每年200km的速度快速增长。我国的隧道及地下工程技术已经接近世界先进水平,中国已经跨入世界隧道大国的行列。     

浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制

 防控地表塌陷特别是海床塌陷是浅埋暗挖海底隧道施工的关键问题之一，一旦发生海床塌陷，海水可能大量涌入隧道，将造成灾难性后果。因此，明确地表塌陷的发生机制、诱发因素和相应的控制措施是浅埋暗挖隧道包括海底隧道安全施工的重要保证。以深圳地铁一隧道施工引起的两次地表塌陷事故为工程背景，根据普氏平衡拱理论，对浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷进行深入的分析，明确地表塌陷的发生机制，并结合地层条件和施工情况给出了诱发地表塌陷的原因，在此基础上提出相应的控制技术，并在隧道后续施工中得到应用，取得了理想的控制效果。研究结果表明，严格按照浅埋暗挖法的基本原理和技术要点进行隧道施工，可以有效地避免地表塌陷事故的发生。研究成果对浅埋暗挖城市地铁隧道和海底隧道等类似工程施工预防地表塌陷具有一定的指导意义。     

厦门翔安海底隧道F1风化深槽注浆加固技术

以厦门翔安海底隧道涌水量最大、施工难度最大的海域段F1风化槽为研究对象,根据其围岩地质条件和突涌水特点,采用全断面注浆加固和堵水,注浆加固范围为掌子面内及隧道开挖轮廓线外5 m,隧道纵向加固长度为70 m,注浆材料以超细水泥单液浆为主的注浆加固方案。施工期现场监控量测与数值计算结果表明:F1风化深槽围岩注浆加固效果均较为理想,未发生涌水突泥,达到了设计的技术要求。该项研究成果为今后开展类似工程的注浆加固提供了技术借鉴。     

基于OMA试验模态参数的砌体结构有限元建模及修正

依托重庆新红岩隧道工程,选典型2层砌体结构进行隧道施工爆破振动激励的OMA试验,采用等效体积单元法建立能准确反映砌体结构真实动力特性的有限元模型;探讨砌体用不同材料模型所得分析频率与实测频率误差及二者振型相关性;据OMA试验模态参数,基于砌体与混凝土材料参数的结构固有频率灵敏度分析,选择合适的修正参数进行有限元模型修正研究。结果表明,二层砌体结构前4阶固有频率位于9~25 Hz;较用各向同性模型而言,砌体采用各向异性模型时计算所得前4阶频率与实测频率值更接近,振型相关性更好;修正有限元模型中材料密度、弹性模量、剪切模量后频率与实测频率间误差明显减小,结构模型动力特性更符合实际,正交各向异性材料模型修正最准确。     

随机均匀长颗粒链结构土体强度模型研究

土体的强度问题要远远复杂于金属材料,是目前的一个难点和热点问题。从已有的文献看,学者们提出了很多的强度理论模型,但这些模型大多建立在假设和实验的基础上,其更深层次的理论研究还比较欠缺。该文通过对随机均匀网状颗粒链结构土体模型分析,从理论上得到了类似于剑桥强度模型的帽子模型,且通过不同的假定,可以导出在π平面上的不同强度曲线(曲面)。得出结论：最保守情况下的强度曲线(曲面)是π平面上正六边形,在纵向为二次曲线型的帽子模型。另外发现,当颗粒链受到破坏,链长度越来越短时,强度曲面的顶点向无限远处移动,形成接近开口的强度曲面形式,也就是从剑桥帽子模型过渡到锥形的莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)模型。也就是说,长颗粒链模型将剑桥模型和莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)模型联系和统一了起来。