基于围岩应力状态的超大断面隧道深浅埋判定研究

随着目前公路隧道跨度越来越大,而超大跨扁平隧道由于其特殊的形状,使得拱部受力较上圆形隧道更为不利且开挖的影响范围也更大,因此现有深浅埋分界方法的适用性尚需考证。研究采用数值计算与经验公式方法,对比不同跨度、不同围岩级别下超大跨扁平隧道的深浅埋分界,得到适用于此工程的判定方法,同时确定其深浅埋分界范围。研究结果表明:1)主应力旋转轴理论与规范经验法相互补充、相互验证,具有着一定的可操作性,大跨扁平隧道深浅埋分界的判定应结合2种方法综合得到;2)当隧道跨度在19 m左右时,Ⅲ级围岩深浅埋分界值为6 m,Ⅳ级围岩深浅埋分界值为14 m,Ⅴ级围岩深浅埋分界值为34 m。

富水超大断面隧道开挖方法比选研究

韶新高速公路的松山隧道穿越富水区域,开挖过程中出现了明显的涌水现象。基于该隧道地质的资料,利用有限元软件FLAC 3D分别模拟全断面法和上下台阶法2种开挖方法。研究结果表明:当水压较小时,宜采用全断面开挖法;当水压力较大时,宜采用上下台阶法施工。研究结论对富水超大断面隧道开挖方法的选择具有一定的参考意义。

隧道工程课课程思政教育探索与实践

在“一带一路”和“高原铁路”建设背景下,为培养具有创新科学精神和社会主义新时代高素质复合型的隧道工程人才,高等院校需要在专业知识和技能教育的同时,加强隧道工程课程思政教育,帮助学生树立大德、功德创新科学精神,培养社会主义新时代高素质复合型人才。隧道工程作为专业性较强的工科学科,思政教育一直是薄弱环节,传统的教学模式已不满足发展要求。结合作者近年来在教学一线积累的经验,从隧道工程课程思政建设目标出发,详细阐述隧道工程课程思政建设思路,并给出课程思政的详细教学案例,以期为隧道工程和类似工科专业课程思政教育提供借鉴和参考。

浅埋黏质黄土隧道变形控制机制及措施研究

为弥补当前超长管棚研究经验及模拟精度的不足,以黏质黄土地层中高铁隧道下穿运营铁路的变形控制方法为研究对象,针对以超长管棚+临时仰拱组成的“纵横支撑”体系的结构受力特征和变形规律开展研究。首先,采用实体单元进行超长管棚的精细化建模,分析地层变形及管棚应力分布规律;其次,运用光栅光纤测试技术实时监测管棚纵向应力,揭示隧道开挖对超长管棚纵向应力的影响范围;最后,分析“纵横支撑”体系的作用机制。研究结果表明:1)整体性好的超长管棚将竖向应力沿纵向大范围转移,减少了掌子面附近钢架应力;2)临时仰拱与开挖后的支护结构形成闭环结构,提升了钢架整体承载能力,有效控制了黄土隧道的变形;3)管棚和支护结构形成的纵横支撑体系中,管棚的最小距离应大于2倍掌子面到支护结构闭合的距离;4)隧道开挖对超长管棚纵向应力的影响范围为掌子面前30 m至后20 m,强影响范围为掌子面前方10 m至掌子面后方5 m,管棚的长度越大,其承载效果越好。

宋代僧侣史学著述论略

宋代僧侣在史学方面取得了较高的成就。一方面他们采用了多样化的结构来进行历史写作,另一方面他们的历史评价体系也渐趋完善。这一局面既得益于对世俗纂史方法的学习,也有佛教内部理论的创造发挥。宋僧在史学方面的成就表明了彼时之佛教进入到了一个新的发展层面,即对过往人物、制度等全面清理,以获取正当话语权力,并争取教派正统的阶段。

基于FAHP-GRA法的盾构隧道穿越桥梁桩基群施工风险评估

为确保成都轨道交通13号线下穿娇子立交桩基群工程的运营安全,对盾构隧道下穿桥梁桩基群施工安全风险进行评估。首先,采用模糊层次法(FAHP)结合灰色关联度分析法(GRA)进行多层次、多因素安全风险评估,结合实际施工特点从穿越桩基群施工工法、工艺本身出发,建立合理的盾构隧道穿越城市立交桥桩基群施工的安全风险评估指标体系,评选出安全风险影响程度相对较高的因素;然后,将分析结果与现场实测数据进行对比分析,验证安全风险评估的可靠性。结果表明,盾构隧道穿越桥梁桩基群施工过程中,在第1层因素中影响程度最大的是桩基托换施工工艺和盾构下穿施工,在第2层因素中影响程度最大的是原桥墩以及承台与托换梁的衔接。风险评估结果符合工程实际,根据评估结果对桩基托换施工进行重点管控与全过程监控量测,监测结果验证了风险评估方法的适用性和可靠性。

近接隧道开挖卸荷与爆破振动的叠加效应研究

为研究近接新建隧道开挖卸荷和爆破应力波振动的叠加作用对既有隧道结构的影响,结合现场试验和数值模拟手段,研究0.05 B~1.0 B先行隧道衬砌的力学响应、围岩塑性区分布,并分析后行隧道开挖不同应力释比的影响。研究结果表明:受爆破P波作用,衬砌拉应力峰值与振速峰值呈线性正比关系;围岩级别差、净距较小时,开挖卸荷与爆破振动作用叠加,衬砌拉应力大于弹性波动理论计算值;应力释放率的增加会加剧爆破应力波的动力作用;基于上述分析,提出Ⅳ、Ⅴ级围岩下2种作用的叠加影响区范围,针对小于0.25 B的近接隧道施工,应加强支护措施以防护叠加作用对隧道结构安全的影响。

可流失充填型岩溶铁路隧道基底加固效应及处置方案

以陆家寨隧道为工程依托,采用FLAC3D建立三维数值计算模型,结合陆家寨隧道穿越暗河段隧周的岩溶地层特点,考虑岩溶充填物的可流失性,分别采用基底旋喷咬合桩加固,帷幕注浆加固和帷幕注浆+旋喷咬合桩加固3种加固措施,分析岩溶充填砂层流失前后对围岩位移、衬砌受力的影响,检验基底加固方案的可行性与基底加固的效果。研究结果表明:采用对基底进行旋喷咬合桩加固和帷幕注浆双重加固处理方案较好,受力方面大、小主应力数值减少较为明显,二次衬砌受力相对较小;位移方面,双重加固措施下隧道的位移变化较小,同时隧道开挖进程中,变化幅度也相对较小,综合来说,帷幕注浆+旋喷咬合桩加固方案对隧道施工影响更小,可为类似岩溶隧道地基加固工程提供借鉴。

独头隧道爆破冲击波传播特征与爆源因素影响分析

为评估在隧道爆破冲击波作用下人员安全和建筑物毁伤问题,需要明晰施工隧道与交通隧道内爆破空气冲击波传播特征的区别。利用ANSYS/LS-DYNA软件对比分析独头与双向开口隧道内冲击波传播过程的差异性,研究爆源等效炸药当量、炸药多孔起爆及爆源位置等因素对爆破冲击波传播影响机制。结果表明:独头隧道内爆破冲击波传播经历三维球面波逐渐转换至一维平面波的3阶段变化模式,且独头隧道端部边界约束初始球面波几何扩散,经壁面反射叠加的超压增幅达20%;爆源炸药当量影响着波阵面变化,3阶段变化模式的波阵面转换位置与炸药当量呈幂函数负相关关系,随炸药当量提高而在更接近爆源位置转换;多炮孔起爆工况近场超压更大,而进入远场一维平面波传播区域,多炮孔起爆和爆源位置对冲击波超压分布特征影响有限;与单个爆源中心起爆工况相比,超压相对误差小于5%。

热带雨林地区火山灰堆积层浅埋偏压隧道变形控制技术

雅万高速铁路(雅加达—万隆)地处热带雨林地区,土质为火山灰堆积层。针对雅万高速铁路2号隧道施工时出现洞内沉降、地表塌陷等问题,参考类似工程提出钢管桩牛腿加固技术。通过室内压缩固结试验、直剪试验得出火山灰堆积层黏土的黏聚力、内摩擦角和压缩模量均随含水率增大而减小。通过数值模拟分析了钢管桩不同桩心距、桩径、入岩深度下地表和隧道各关键部位的位移。结果表明:桩心距、桩径越小,钢管桩对隧道和地层变形的控制效果越好;增加入岩深度有利于控制隧道拱顶竖向位移,入岩深度15 m时地表竖向位移最小。从减小隧道和地层变形、经济性方面综合考虑,建议桩径取500 mm,桩心距取2倍钢管桩直径,入岩深度取15 m。

不等跨连拱铁路隧道围岩压力分布及受力特征模型试验研究

以兰渝铁路新作坊隧道洞口明挖段不等跨连拱结构为背景,采用室内模型试验的方法,对不等跨连拱铁路隧道围岩压力分布及受力特征进行研究。试验结果表明：隧道水平侧压力均小于竖向围岩压力,拱顶处侧压力小于墙脚处侧压力,小洞侧侧压力系数平均为0.55,大洞侧侧压力系数平均为0.65;中隔墙顶部围岩压力均大于拱顶处围岩压力,且大洞拱顶围岩压力约为小洞的1.2倍;隧道结构总体为小偏心压弯构件,大洞所承受的轴力总体比小洞承受的轴力大20%-30%;隧道先后在大小洞靠近中隔墙的拱腰及仰拱处破坏,最终发生整体失稳;靠近中隔墙的大小洞拱腰及仰拱是设计施工时应重点关注的部位;最终获得不等跨连拱铁路隧道的围岩压力分布模式,研究结果可以直接指导新作坊隧道结构的设计与施工,有利于完善不等跨连拱隧道设计施工理念。

岩溶区傍行古暗河陆家寨铁路隧道选线研究

岩溶地区地形地貌复杂,地下水资源丰富,常会导致突水涌泥等情况出现,极大地增加了施工难度。基于大量岩溶地区选线的经验,以贵州省首条PPP铁路项目瓮马线岩溶区傍行古暗河陆家寨隧道为工程依托,结合地质条件、工程条件、城镇规划、工程造价等因素,提出了短隧方案、中隧方案、长隧方案及沿河西大道桥梁方案,再对各个方案进行综合评价分析选出“短隧方案”为最优方案。

岩溶暗河区可流失砂层铁路隧道修建风险分析与控制对策

以瓮马线陆家寨隧道穿越岩溶暗河区可流失砂层段为依托工程,结合地层特征,梳理出隧道施工、岩溶水压作用衬砌结构及充填物流失三大类风险。提出了加强隧道施工全过程超前地质预报、加强监控量测、拱墙帷幕注浆+基底旋喷咬合桩加固地层和增设泄水洞排水4个风险控制对策,研究成果可为今后岩溶暗河区可流失砂层隧道的设计、施工和运营提供参考。

单跨5车道公路隧道工法优化及施工力学特性研究

为解决超大断面公路隧道传统工法工序繁杂、效率低等问题,依托厦门芦澳路—海沧疏港通道2#分岔隧道大跨段(国内在建最大断面公路隧道),利用“以索代撑”的思想,并结合围岩强度高的特点,提出主动支护的钢架岩墙组合支撑法并对其进行工法优化。通过岩石三轴压缩试验和Hoek-Brown估算方法获得围岩力学参数,并采用数值计算的方法验证该工法的合理性,确定预应力锚索长度为10 m,预应力值为1000 kN,同时对其施工力学特性进行研究。结果表明:围岩变形主要发生在岩墙(⑤分部)开挖前,且以竖向变形为主,上台阶开挖是引起隧道拱部沉降和仰拱隆起的主要原因;在预应力锚索的作用下,隧道岩墙(⑤分部)的开挖和中隔壁的拆除对围岩变形和初期支护内力影响较小;初期支护拱脚处压应力集中,拱顶和仰拱处受到较大的拉应力;隧道围岩变形及初期支护承载力均满足公路隧道施工安全要求。

隧道工程智能监测及信息管理系统的研究现状与展望

隧道信息化施工是保障隧道安全施工的重要思想,其中监测信息采集和监测信息管理是信息化施工的主要内容,也是隧道监测信息管理系统的核心。随着测量技术的发展,隧道施工智能监测技术已成为目前隧道信息化施工发展的大趋势。基于以上背景,在系统整理国内外相关文献的基础上,从隧道监测技术和监测信息管理系统两方面总结了目前的研究现状,指出隧道监测技术及信息管理系统存在的监测技术单一、监测系统集成化、自动化程度低、系统缺乏整体性等问题。针对这些问题,提出研发一种"隧道健康监测与智能信息管理评估系统(简称THMIIMES)"的构想,并结合最新的研究情况,展望未来隧道智能监测技术及信息管理系统发展的新趋势。希望本文所提观点起到抛砖引玉的作用,为今后本领域的科学研究提供一定借鉴。

粉煤灰掺量对喷射混凝土耐久性的影响试验

为了研制环保节能喷射混凝土,在喷射混凝土胶凝材料中掺入尽可能多的工业废料粉煤灰代替普通硅酸盐水泥,开展粉煤灰掺量对喷射混凝土耐久性的影响试验研究。通过研究得到以下结论:粉煤灰对喷射混凝土的早期抗压强度影响较大,对其后期抗压强度影响相对较小;在喷射混凝土胶凝材料中掺入20%以下的粉煤灰等量代替普通硅酸盐水泥,可保证喷射混凝土基本力学性能,并能够有效提高其耐久性能,降低工程造价;电通量能够综合反映喷射混凝土的密实性,可作为喷射混凝土的一个综合耐久性指标。

超大断面隧道在双层初期支护下的拆撑安全性研究

目前多线隧道及超大断面隧道的修建呈发展趋势。但在施作二次衬砌时,临时支撑的拆除将是整个结构受力转换的薄弱点,故保证拆撑过程中的结构安全具有重要意义。鉴于目前国内外关于超大断面隧道双层初期支护下的拆撑安全性分析仍缺乏系统的研究,文章结合实际工程,采用以数值分析为主,现场实测印证为辅的方式,对新考塘隧道拆撑时两层初期支护的内力演变以及各自的安全性进行了分析,初步证明了双层初期支护对于拆撑过程安全性的控制效果。研究结果表明:(1)在支护厚度和纵向一次性拆撑长度保持不变时,拆撑前后的安全系数表现为:双层初期支护下的二次初期支护>双层初期支护下的一次初期支护>单层初期支护。安全系数的变化幅度表现为:双层初期支护下的一次初期支护<单层初期支护<双层初期支护下的二次初期支护;(2)在支护形式相同时,随着一次性拆撑长度的增加,其安全系数呈现先增大后减小的趋势。根据各工况计算结果,该工程合理的一次性拆撑长度为9 m左右。

作物品种评价新方法——全息生育适度系数法

结合作物育种工作实践,提出了适用于作物品种比较试验结果分析、评判新方法——全息生育适度系数法。这一方法融合了试验所获全部结果信息,并使之共置于同一个平台(或视角),对不同品种进行综合表现及能力分析、评判,具有同效性、同比性、可加性和方法简便、直观明了的特点。其生物学意义和育种学意义明显。它弥补了以往数理统计方法只分析产量一个性状的不足,具有较强的实用性。选用玉米品种比较试验资料,对这一方法的应用作了介绍。

单跨5车道公路隧道过渡“3+2”小净距隧道施工力学研究

厦门芦澳路与海沧疏港通道交叉处拟建一座地下互通式立交隧道,隧道分岔处由单洞5车道大跨段直接过渡至主洞3车道及匝道2车道的“3+2”小净距段,采取直接过渡的方式不设置连拱段,最大开挖跨度达到30.46 m,最大开挖面积达450.41 m^(2)。分岔隧道由大跨段直接过渡到小净距段决定了施工过程中非常复杂的工序转化,施工力学机制难以把控,分岔隧道围岩应力受隧道净距和断面形式的影响,分岔隧道的施工与支护结构设计面临诸多难题。通过三轴试验结合数值分析的方法对大跨段与小净距段交界处以及小净距隧道的施工力学进行研究,得出如下结论:1)现场取得的花岗岩试样属于弹脆性岩石,岩石处于三向受力状态时岩石强度和稳定性远大于双向受力状态,花岗岩试样弹性模量与围压呈正相关,结合Hoek-Brown强度准则以及Mohr-Coulomb强度准则对三轴试验结果进行修正得到现场岩体的物理力学参数。2)分岔隧道大跨段过渡至小净距段施工时,应及时对大跨段与小净距段交界面处围岩进行封闭,建议采用高性能喷射混凝土和工字钢支护,保证围岩尽快处于三向受力状态。3)小净距段隧道开挖对大跨段末端断面位移的影响主要是竖直方向,同时也会引起大跨段隧道末端初期支护不同程度的内力变化,其中左右拱脚处内力变化最为剧烈。主洞隧道施工对大跨段隧道内力和位移影响范围为掌子面后16 m,匝道则为掌子面后12 m。4)小净距段施工时,主洞和匝道隧道最佳纵向开挖间距为16 m;当主匝隧道净距大于6 m时,可作为独立单洞进行设计和施工。

粉煤灰喷射混凝土孔隙结构的演变特征

为了寻找长期服役的喷射混凝土配合比,采用低场核磁共振技术,研究了不同粉煤灰掺量改性胶凝材喷射混凝土的微观孔隙结构,测定了不同掺量的粉煤灰喷射混凝土在不同养护龄期的微观孔隙结构分布特征及孔隙度.研究结果表明:掺有粉煤灰的喷射混凝土孔隙度随粉煤灰掺量的增加而增大,随龄期的延长总体呈现先减小后趋于平稳的趋势;粉煤灰掺量为10%时孔隙度最小,掺量为0时孔隙度最大;在7 d龄期后,不同粉煤灰掺量的喷射混凝土内部孔隙半径主要在1~80 nm的范围内,该半径范围内的孔隙含量占总孔隙含量的80%,最可几孔半径在12 nm.