汶川地震公路隧道洞口结构震害分析及震害机理研究

通过对汶川地震公路隧道震害调查资料的统计分析,对隧道洞口结构进行了震害分析,结果表明：洞外结构受次生灾害影响较大,地震惯性力影响明显;硬岩洞口段隧道结构基本无破坏,软岩洞口段隧道结构震害较严重。通过三维有限差分数值模拟计算和现场典型震害分析,研究了公路隧道洞口结构的震害机理。探明了洞外结构震害机理,即洞外结构受次生灾害影响较大,震害的主要原因是地震惯性力,洞门墙结构和基础设计不合理以及隧道洞口所处位置也是影响洞外结构震害的重要因素。探明了洞口段隧道结构震害机理,即正穿坡面洞口段隧道结构存在软硬围岩交界面时,其附近软岩内隧道结构受较大强制位移作用;正穿坡面洞口段隧道结构覆盖层为软岩时,震害的主要因素是地震惯性力。研究成果对公路隧道洞口结构的抗减震技术有着重要的意义。     

罕遇地震隧道动力学洞口段二衬防垮塌抗震配筋技术

为改变隧道洞口段抗震"大震偏弱"的现状,引入了二衬防垮塌单层配筋抗震技术,与传统的双层配筋抗震技术相配合,共同进行隧道动力学洞口段的抗震设防设计。根据公路和铁路隧道现行抗震规范规定,提出了隧道动力学洞口段二衬防垮塌抗震配筋准则,并利用有限差分数值模拟技术研究了防垮塌抗震配筋适用范围,研究结果表明:设防烈度7度情况下,洞口浅埋段采用单层配筋抗震技术,洞口影响过渡段不需采取抗震设防措施;设防烈度8度情况下,洞口浅埋段采用双层配筋抗震技术,洞口影响过渡段采用单层配筋抗震技术;设防烈度9度况下,洞口浅埋段和洞口影响过渡段均采用双层配筋抗震技术进行抗震设防。研究成果对隧道动力学洞口段抗震技术的发展具有重要的意义。     

巴朗山隧道隧址与轴线方案研究

根据巴朗山隧道项目的技术经济条件,综合地形、地质、气象、环保和经济等因素,对巴朗山隧道的隧址和隧道轴线进行论证和比选,论证结果表明,影响隧址和隧道轴线方案的主要因素按重要性依次为地形、环保、原路改善程度、经济、地质和气象。     

公路隧道通风汽车污染物基准排放取值探讨

为解决公路隧道通风计算汽车污染物基准排放量取值偏高导致通风规模超配问题,根据我国保有汽车排放调查统计分析,揭示了过去10年主流燃油车CO排放量年平均递减率在5.8%～9.8%之间,烟尘Ⅵ排放量年平均递减率在6.9%～10.1%之间。2020年国Ⅲ及以上排放标准的车占主导,CO和烟尘Ⅵ排放占比分别超过85%和97%,国Ⅲ标准CO和烟尘Ⅵ的基准排放量分别为《细则》计算的41%和18%。结合国家新能源汽车发展产业规划和2030年前碳达峰行动方案进行综合分析,提出了公路隧道通风稀释汽车污染物在2030年计算需风量达到峰值,通风计算污染物基准排放量取值按国Ⅲ标准取值,CO和烟尘Ⅵ的基准排放量分别为《细则》计算的50%和34%,基准排放取值即经济合理又相对安全,对于超长公路隧道可节约一半规模的通风井,研究成果为公路隧道通风设计计算提供参考,也为通风计算规范修订和公路隧道通风控制提供技术支撑。     

穿越黏滑错动断层隧道减震层减震技术模型试验研究

为研究断层黏滑错动因素影响下隧道初支和二衬之间设置减震层的减震技术,开展了不同减震层厚度的大型模型试验。首先制定了试验方案,主要包括相似系数、试验装置及材料、试验分组及测试方案。然后,介绍了试验过程。最后,对试验数据进行了分析,主要从结构内力、纵向应变及接触压力3个方面进行研究。试验结果表明：断层黏滑错动对上盘部分的影响远大于下盘部分;减震层对上盘部分隧道结构的减震效果明显好于下盘;减震层（10 cm）工况减震效果明显优于减震层（5 cm）和减震层（20 cm）工况,推荐使用在初支与二衬之间设置厚为10 cm减震层的减震方式。研究成果对于穿越黏滑断层隧道的减震设计及减震技术有着重要的意义。     

煤矿开采对既有隧道稳定性影响及保安煤柱留设

邻水县小庄子煤矿开采将穿越邻垫高速公路铜锣山隧道,小庄子煤矿开采通过设置运输巷道及保安煤柱确保铜锣山隧道的安全运营,煤矿运输巷道开挖对隧道的影响以及保安煤柱范围的研究成为小庄子煤矿开采的前提。针对以上问题的研究,得出了一套运输巷道开挖对隧道影响的评价体系,确定了保安煤柱的范围。     

隧道上覆土柱水平地震力传递机制及动力模型试验研究

为改变隧道横断面抗震计算静力法中上覆土柱水平地震力传递机制不清的现状,以Ⅴ级围岩为例,利用动力有限元法对隧道上覆土柱水平地震力传递机制进行研究,对静力法进行了修正,并通过动力模型试验予以验证。研究结果表明：隧道上覆土柱水平地震力以均布剪切摩擦力形式作用于二衬上半拱圈|埋深25m条件下,隧道上覆土柱水平地震力传至二衬结构上的摩擦力最大|埋深小于50m时,地震烈度越大,摩擦力越大|埋深大于50m时,摩擦力受地震烈度的影响很小,隧道进入深埋状态,结构受地震影响很小|以均布剪切摩擦力代替水平集中力修正静力法,修正后静力法的抗震计算结果偏于安全,比原静力法计算结果更接近动力计算结果,更能反映实际地震中隧道结构的动力性能。研究成果可为隧道抗震设防设计提供参考。     

断裂黏滑隧道减震缝减震技术模型试验研究

 以汶川地震龙溪隧道F8黏滑断裂段震害为研究背景,开展减震缝减震技术的大型正断裂黏滑错动模型试验研究。首先介绍试验方案,主要包括相似设计、试验设备及材料、试验分组、测试方案及试验过程。然后,对试验数据进行分析,主要研究隧道的结构内力、纵向应变及接触压力。试验结果表明：断裂黏滑错动后,上盘受断裂黏滑错动影响大于下盘;初期支护施设减震缝减震效果不明显;二衬施设减震缝(间距12 m)的减震效果略优于二衬施设减震缝(间距9 m),从施工方便性、经济性考虑,推荐使用二衬施设减震缝(间距12 m)的减震方式。研究成果对于穿越黏滑断裂隧道的减震技术有着重要的意义。     

基于ADAMS的平面四连杆机构仿真研究

给出平面四连杆机构在ADAMS三维仿真环境下的建模方法,并对其运动及受力进行了分析.将仿真结果与实验结果进行对比,指出三维动力学仿真软件ADAMS在机构运动特性分析中的重要应用价值以及仿真实验在教学中的重要作用.是研究型教学和实验室教学改革的一次探索.