寒区隧道温度场分布规律及风速风温影响分析

近年来,随着我国高速铁路网向西部和东北部的季冻区延伸,这些地区在建和拟建隧道工程日益增多。这些隧道常常会发生冻害现象,对高速铁路的正常运行造成很大的影响,如何避免或减轻隧道冻害的发生,是当前工程界亟需解决的问题。文章依托京沈客运专线辽宁段瓦房店隧道,利用隧址的气象参数和地质参数建立数值模型,对寒区隧道温度场时空分布规律进行了研究,并讨论了气温和风速对隧道温度场的影响规律。     

泰安抽水蓄能水电站地下厂房围岩稳定性数值模拟及监测分析

应用快速三维拉格朗日差分法对泰安抽水蓄能水电站地下厂房进行了弹塑性数值模拟,准确的模拟了围岩的动态变化过程,对开挖前后围岩的位移场和应力场以及塑性区进行了比较分析。另外,还对该厂房围岩的变形监测资料进行了研究,得出在开挖和支护过程中围岩的变形特征和支护结构的受力特点;并将现场监测结果和位移计算结果进行比较,结果表明：模拟计算结果和监测结果规律基本一致,采用本计算方法模拟开挖大型地下洞室群具有较强的可行性,对今后的地下大型洞室群的稳定性分析具有参考意义。     

泰安抽水蓄能水电站地下厂房围岩稳定性数值模拟及监测分析

应用快速三维拉格朗日差分法对泰安抽水蓄能水电站地下厂房进行了弹塑性数值模拟,准确的模拟了围岩的动态变化过程,对开挖前后围岩的位移场和应力场以及塑性区进行了比较分析.另外,还对该厂房围岩的变形监测资料进行了研究,得出在开挖和支护过程中围岩的变形特征和支护结构的受力特点;并将现场监测结果和位移计算结果进行比较,结果表明:模拟计算结果和监测结果规律基本一致,采用本计算方法模拟开挖大型地下洞室群具有较强的可行性,对今后的地下大型洞室群的稳定性分析具有参考意义.     

考虑承载-破坏全过程的钢筋网力学行为分析与预测

考虑钢筋网承载-破坏全过程,探明锚网喷结构中钢筋网的力学行为,可切实指导钢筋网选型与参数设计。采用已有的试验结果对计算模型与参数的合理性进行验证,在此基础上完成承载-破坏全过程的钢筋网力学行为分析,并利用多元非线性回归和BP神经网络方法对钢筋网的最大应力和竖向位移进行预测与分析。研究发现：单一荷载作用下钢筋网的应力分布呈现分区现象,1区和2区特定范围的钢筋应力基本处于单轴拉伸状态,2区其余区域的应力处于拉-剪复合状态;钢筋网的力学行为受钢材型号影响显著：由HPB300、HPB400、HPB500钢筋制成的钢筋网存在流幅现象,由1650级、1770级高强不锈钢丝制成的钢筋网无流幅现象;BP神经网络模型预测精度明显优于多元非线性回归方法,对于最大应力和竖向位移两个指标,采用BP神经网络预测的平均相对误差分别为1.31%和1.67%,而多元非线性回归方法的预测误差为7.39%和8.19%。     

关键孔注浆方法在高压裂隙水封堵中的应用研究

 在地下工程建设中,首次提出裂隙岩体高压涌水的关键孔注浆治理方法,并结合层次分析理论,研究关键孔的多因素层次优选方法。在龙固煤矿的辅2巷道高压涌水注浆治理的现场试验中,以地质分析和物理探测为指导,优化钻孔设计,以层次优选法对钻孔进行质量评价,筛选关键孔,参考连通试验结论对关键孔进行注浆设计,取得理想的治理效果,在类似工程治理中具有一定的推广价值。     

公路隧道超前地质预报应用现状与技术分析

隧道施工特别是复杂地质条件下的施工面临着很多地质灾害问题,如岩溶地段的突水突泥、断层破碎带的塌方等,为了避免这些灾害事故的发生,开挖前必须对掌子面前方的地质条件有一个较好的了解,以采取必要的防范措施.文章介绍了目前公路隧道中常用的超前地质预报方法,论述了各种方法的原理、优缺点和适用条件,在技术现状分析的基础上,讨论了综合超前地质预报的必要性,并提出了高风险隧道的综合超前预报技术体系,探讨了今后超前地质预报的发展方向.     

超大断面小净距隧道方案优化研究

针对超大断面小净距隧道在施工效率和稳定性方面的矛盾,为了实现此类隧道的安全、快速修建,依托济南二环南路东延线浆水泉隧道工程,采用数值分析、现场实测与验证等方法,以特征点沉降、夹岩应力、初支安全度和屈服接近度四个物理量为评判指标,对不同方案的超大断面小净距隧道的施工力学行为进行研究,完成了浆水泉隧道进口段的方案优化工作。分析结果表明:不同方案的浆水泉隧道后行洞开挖均会对先行洞产生影响,按影响程度由大到小排序为两台阶法三台阶法CD法CRD法双侧壁导坑法,但多指标的影响度显示双侧壁导坑法未显著优于CD法和CRD法;从施工效率方面综合考虑,建议选用CD法进行施工。现场实践表明:CD法施工方案可以满足该段的围岩稳定性要求,从而有效缩短工期、降低成本,产生较好的经济效益和社会效益。基于多指标分析所形成的优化方法和实践经验可为类似地质条件下的超大断面小净距隧道的设计和施工提供技术和理论指导。     

地下工程涌突水注浆止水浆液扩散机制和封堵方法研究

 涌突水是地下工程的主要地质灾害之一。实践表明,注浆是治理涌突水的有效技术手段,但相关的动水注浆理论发展尚不成熟,尤其是裂隙动水条件下的浆液扩散和封堵机制研究不足。针对上述问题,研发准三维裂隙动水注浆模型试验台,进行裂隙岩体涌突水的动水注浆模型试验研究,通过对200余组试验数据进行分析,提出浆液的U形扩散规律和水泥浆液的分层分区扩散机制,得到浆液的快速析水沉积原理和沉积留核扩散规律,实现浆液扩散和封堵效果的定量评价。在此基础上,形成以浆水流量比为核心控制因素的裂隙涌水注浆封堵方法。室内涌水注浆封堵试验和龙固煤矿高压涌水现场注浆封堵试验进一步验证研究成果的正确性,这对发展动水注浆理论和指导工程实践有一定作用。     

长大隧道穿越张性富水软弱带诱发地表塌陷机理与支持荷载研究

结合具体的地质参数,采用太沙基、普氏、弹塑性等传统理论进行计算,获得支护结构所需的承受荷载。在研究富水软弱带塌陷机理的基础上,考虑渗透力、真空吸蚀力、自身重力、摩擦阻力和支撑力5个因素,依据现场地质条件,按照致塌力和抗塌力两大类别构建改进的极限平衡力学模型,从而计算出支护结构所承受荷载。以后期的现场实测结果为验证标准,对上述4种方法的准确性进行校验,结果表明极限平衡力学模型是最优方法。结合具体地质条件,构建富水软弱带的极限平衡力学模型是衬砌荷载计算的新途径,对类似地质条件的隧道支护结构设计具有重要意义。     

隧道上方挖填方受初始埋深的影响分区研究

依托连霍高速公路改扩建工程,基于强度折减法,研究不同初始埋深下隧道上方填挖方时的影响分区,并结合实际工程进行了验证分析。结果表明：随着初始埋深的增加,填挖方时隧道的安全系数整体呈减小的趋势,埋深较浅时隧道的安全系数受初始埋深的影响较大,随着埋深增加,受初始埋深的影响越来越小,且每次填方高度对隧道结构也有一定影响,当填方高度不大于10m、初始埋深大于40m时,可认为填方时初始埋深对隧道结构无影响,当埋深大于80m时可认为填方高度对隧道结构无影响|当挖方高度不大于10m、初始埋深大于50m时,可认为挖方时初始埋深对隧道结构无影响。通过现场实测数据的分析,阌乡隧道和函谷关隧道受上方施工影响断面的水平收敛、轨道沉降和结构应力变化数据都远小于规定允许值,可认为无影响,同时验证了影响分区的合理性,对类似工程具有一定的指导意义。