侧开竖井曲线隧道烟气运移规律及排烟效果影响因素研究

城市侧壁开口竖井隧道火灾烟气流动规律复杂,通过FDS数值模拟,分析了曲率半径、竖井侧壁开口尺寸、纵向风速3个因素对火灾烟气运移规律及竖井排烟效果的影响,并采用正交试验判断各因素的重要程度。结果表明:曲线隧道烟气的沉降速度更快,当烟气层未完全覆盖竖井侧壁排烟口时排烟口长度大于临界值后竖井下游顶棚温度衰减系数才逐渐增加;纵向风速对直线和曲线隧道的烟气逆流长度、临界风速及排烟效果的影响差异较大,提高侧壁开口竖井排烟效率存在最优风速,但会使竖井与主隧道衔接处平均温度提升20%,最高温度位于联通管道下游侧。影响排烟效率的各因素重要程度为:纵向风速>竖井侧壁开口尺寸>曲率半径,影响顶棚下方平均温度的重要程度为:纵向风速>曲率半径>竖井侧壁开口尺寸。

基坑施工对邻近曲线隧道的影响研究

以某邻近曲线地铁隧道的基坑工程为例,建立基于Midas GTS的三维有限元模型,结合现场监测,研究分析了基坑施工过程对邻近曲线地铁隧道的影响。结果表明:有限元模型计算得出的隧道最大水平和竖向位移分别为4.61 mm和6.39 mm,现场实测隧道最大水平和竖向位移分别为4.02 mm和4.75 mm,可满足轨道对于变形的要求。数值计算模型能够真实地反映工程实际,计算得出的隧道变形趋势与实测结果相近,可为今后类似的工程提供参考。

市政工程曲线隧道防撞侧石施工技术研究

随着城市规划和交通建设的不断发展,曲线隧道在城市交通中的地位越来越重要。然而,曲线隧道的特殊形状和限制条件导致其防撞侧石施工面临一系列挑战。本文通过对曲线隧道防撞侧石施工技术的综合分析和研究,探讨了解决这些挑战的有效措施,以确保曲线隧道的安全运营。

曲线隧道火灾烟气控制临界风速的研究

文章以双螺旋隧道实际工程为研究对象,采用数值计算方法对半径为600 m的曲线隧道在火灾工况下临界风速及火灾烟气的流动规律进行了深入研究和分析。结果表明,采用的数值计算方法对Memorial隧道火灾试验进行计算的结果吻合较好。当曲线隧道内发生规模为10 MW火灾时,火灾烟气控制的临界风速为2.5 m/s。降低曲线隧道通风速度,隧道内均出现明显的烟气回流现象,烟气回流层长度和厚度均随着通风速度的降低显著地增加。随着通风速度的提高,火焰的偏转角增大,拱顶最高温度升高。在火灾下游火源点附近断面烟气分布表现出不对称性,之后断面表现出明显的烟气分层分布。

曲线隧道盾构引起地表沉降分析

以某市地铁工程双曲线隧道区间为研究背景,建立了三维有限差分数值模型。通过数值分析得出盾构引起地表沉降的范围、地层水平移动规律以及双线隧道之间的相互影响。曲线隧道施工不仅在地表内侧引起的沉降范围较大,还影响了隧道周围土体的水平移动趋势。随着曲线半径的减小,隧道两侧沉降范围的差别逐渐增大,外侧土体的水平移动趋势向内侧扩展;随着隧道埋深的增加,沉降范围也逐渐增大,沉降值却不断减小。

曲线隧道内烟气扩散特性模拟研究

通过FDS数值模拟对70、150、200、250、300、400m等不同半径及5、30 MW两种火源功率下曲线隧道内烟气的扩散规律进行研究,并与平直隧道内烟气的扩散特性进行对比。研究结果表明:曲线隧道内横断面上的烟气温度分布沿隧道中心线不是对称分布,隧道外侧烟气的扩散明显快于内侧;曲线隧道内距地面3m以上区域内温度沿长度方向的变化趋势与直线隧道相同,随着距火源距离的增加而逐渐降低,但在距地面较低处,烟气温度沿长度方向上的分布趋势是先升高后降低,在弯道部位出现局部高温。

行波效应下曲线隧道动力响应解析解

隧道曲率变化段是制约隧道结构抗震安全性的关键控制区段,但目前隧道抗震设计仅以横断面剪切变形为主,未考虑隧道沿纵向的曲率半径变化,缺乏针对曲线隧道的纵向抗震简化分析方法。将曲线隧道沿纵向简化为作用在黏弹性地基上的变曲率有限长均质Euler-Bernoulli梁,基于Hamilton原理及黏弹性地基梁理论建立了结构的微分动力控制方程及边界条件,并通过模态叠加法进行求解,推导出任意动载作用下曲线隧道的位移、速度、加速度、弯矩、剪力等动力响应的解析表达式,以行波荷载为例,给出行波效应下曲线隧道动力响应的退化解答。通过与有限元基准模型在相同条件下的对比分析,验证了所推导解析解的正确性。最后应用该解析公式进行参数敏感性分析,揭示了隧道曲率半径、行波波速、行波频率及地层–结构相对刚度比等关键因素对曲线隧道结构动力响应的影响规律。

小半径曲线隧道火灾通风数值模拟研究

以四川雅安至西昌高速公路干海子曲线公路隧道为工程背景,结合小半径曲线隧道特殊的边界条件,建立三维数值模型,开展小半径曲线公路隧道火灾烟气蔓延规律的数值模拟研究。研究小半径曲线隧道内发生火灾时不同通风风速条件下烟流温度、速度和浓度的分布特征及变化规律,给出了曲线隧道火灾事故紧急通风情况下的最小纵向通风风速。模拟结果表明,小半径曲率隧道的火灾烟气蔓延及温度分布与直线隧道存在明显差异,干海子曲线隧道抑制火灾烟气回流的最小纵向通风风速为4m/s。

考虑盾构铰接作用的小半径曲线隧道开挖诱发地层沉降分析

目前针对小半径曲线隧道开挖诱发地层沉降的理论研究均将盾构机视为一个连续的整体,未考虑盾构机铰接装置带来的影响,由此不能正确评估小曲率盾构开挖路径变化带来的超挖效应等。首先,根据盾构机铰接位置以及盾构机与小曲率隧道开挖路径的几何位置关系,得到了小曲率隧道开挖过程中不同盾构铰接位置超挖量及盾构铰接角计算公式;其次,基于镜像法及Mindlin解,求解了铰接盾构施工时因超挖地层损失、盾尾地层损失、开挖面不均匀推力、盾壳不均匀摩擦力及盾尾处注浆压力等共同影响的地层沉降;最后,采用工程监测数据与理论解进行对比验证,得到较好的一致性。此外,针对隧道转弯半径、前盾长度、盾构铰接角及超挖量等进行了参数分析。分析结果表明:不考虑盾构铰接装置的影响将过高估计地层损失而导致地层沉降预测值偏大。随着转弯半径的减小,前盾长度、盾构铰接角及超挖量的增加,地层沉降增大,但其值变化均对开挖面前方沉降影响较小,对开挖面后方沉降影响较大。在开挖面后方,随着与开挖面距离的增大,当转弯半径取值较小,前盾长度、盾构铰接角及超挖量取值较大时,纵向地表沉降呈先增大后减小趋势。

粉砂地层中列车载荷对曲线隧道沉降的影响

为揭示粉砂土层中列车移动载荷作用下曲线隧道沉降规律,采用MIDAS数值模拟软件,对地铁列车载荷进行动态模拟,以郑州地铁一号线一期工程为背景,对隧道结构进行现场实测,将作用在轨道上的载荷分解成列车轴重引起的竖向力、横向力以及轨道超高引起的离心力,研究列车移动载荷对不同曲线半径和车速条件下隧道周围土层动力响应和沉降的影响.研究结果表明:粉砂土层中列车振动载荷对曲线隧道周围土层的影响主要在隧道底部0~15m内;隧道下方土层动力响应和长期累积沉降随着隧道转弯半径的增加而减小;列车运行速度的提升导致隧道下方土体动力响应增加71.4%,与之对应的长期累积沉降值降低6.4%.研究结论总结了列车载荷对隧道的沉降影响规律,为盾构隧道工程施工提供参考与建议.

基于MIDAS NFX曲线隧道烟气分布特性数值研究

为探究不同曲率的隧道在发生火灾时对其温度分布、临界风速及烟气分布的影响,基于CFD(计算流体动力学)数值计算方法,考虑不同曲率对临界风速、温度分布、烟气分布的影响,将得到的数据进行分析拟合。文中以大连至旅顺中部通道工程某隧道为工程背景,进行烟气分布特性数值研究。通过研究表明,在通风风速和热释放率相同的条件下隧道内烟气回流长度随着曲率的增大逐渐减小,临界风速也出现相似的结论,而曲率对隧道内温度的分布情况影响较小,在通风条件下曲线型隧道火源区产生横向湍流,隧道外侧壁面烟气流动较内侧烟气流动更快。研究可为今后处理曲线型隧道火灾事故方面提供一些参考。

长大曲线隧道GPS平面控制测量方法

探讨了长大曲线隧道GPS控制网的布设以及隧道工程坐标系的建立方法,分析了在不同工程坐标系方案下控制测量成果的精度,对布设合理的曲线隧道GPS控制网提出了一些建议。

方斗山特长曲线隧道横向贯通误差预计分析

依据方斗山隧道洞外控制测量设计,对方斗山特长曲线隧道横向贯通误差的估算方法进行了讨论,并运用AutoCAD线路程序软件预计了隧道的横向贯通误差。通过误差因素影响分析,得出提高特长曲线隧道横向贯通精度的几点措施。

曲线隧道洞内平行侧移中线的计算

本文提出用《曲线测设广义综合公式》进行曲线隧道洞内平行侧移中线的计算方法。整个计算工作简捷、原理直现、又宜于表格化，可供实际生产中应用。

软土地层并行曲线隧道施工顺序对既有隧道的影响

为了研究并行曲线隧道施工顺序对既有隧道的影响,以横琴杧洲隧道工程为依托,建立了并行曲线隧道三维有限元数值模型。在此基础上,研究了不同施工顺序和曲率半径r(r=500,800 m)下新建曲线盾构隧道开挖对既有隧道变形的影响。结果表明:施工顺序对既有隧道位移影响较小,曲率半径对既有隧道位移影响相对较大;随着曲率半径(r=500~800 m)的增加,既有隧道位移增加约15%;既有隧道的位移主要在盾构开挖面前方2D(D为隧道外径)、后方1D范围内产生;施工顺序对既有隧道内力的影响与曲率半径有关;隧道曲率半径为500 m时,施工顺序对既有隧道内力变化影响规律相似,即离盾构开挖面最近的既有隧道剖面产生的弯矩最大,且最大弯矩和最小弯矩均出现在靠近新隧道一侧;内侧隧道先开挖时,既有隧道的弯矩(绝对值)更小,此时对于并行曲线隧道施工,内侧隧道先开挖更安全;在盾构开挖面前方一定距离内既有隧道产生的轴力最大;隧道曲率半径为800 m时,双线隧道近似于平行隧道,施工顺序对既有隧道内力变化和大小影响较小。

曲线隧道施工通风沿程阻力损失数值模拟

山岭地区修建隧道,受地形、地质等条件限制,时有采用曲线隧道方案。相比于传统直线隧道,曲线隧道在施工通风方面存在差异。本文依托某特长曲线隧道工程,采用三维数值模拟,建立"风机-风管-隧道"施工通风系统模型,对不同半径、不同风速条件下,曲线隧道及风管沿程阻力损失进行计算,并与直线隧道进行对比,得出下述结论:(1)曲线隧道沿程阻力损失系数随曲线半径减小而增大,受风速影响较小,与掌子面距离400 m后发展稳定,并拟合出计算公式;(2)风管沿程阻力损失系数受隧道曲线半径和风速影响较小,与风机距离100 m左右已发展稳定。本文可为曲线隧道施工通风沿程阻力损失系数的选取提供参考,具有实际工程意义。

地震波输入方向对曲线隧道地震响应的影响分析

采用MIDAS/GTS软件,结合某地铁工程建立三维整体式曲线隧道分析模型,研究曲线隧道在不同地震波输入方向下不同断面的拱顶位移、内力和最大主应力变化规律。研究结果表明:横向和纵向地震作用方向均是影响隧道结构安全性能的不利作用方向,抗震分析应同时考虑这两个地震作用方向;隧道曲线段与直线段的结合部位以及隧道洞口是曲线隧道抗震分析的重点部位。

小半径曲线隧道施工通风粉尘迁移规律研究

为确定小半径曲线隧道施工通风中粉尘迁移规律,依托五阱明曲线隧道项目,采用数值模拟方法,分别研究风管不同悬挂位置时曲线隧道内速度场分布规律及粉尘颗粒迁移特性,以探究风管悬挂位置对粉尘迁移的运动规律。结果表明,①隧道曲率会导致隧道内流场偏移,使隧道外侧风速高于内侧风速;②风管悬挂位置对曲线隧道内流场的影响呈现一定的对称性,对称位置布置的风管其风流场也具有一定的对称性,且均是风管对侧风速高于风管侧风速;③粉尘迁移规律与隧道内风流场特性具有相关性,体现在隧道内风流未进入稳定区之前,粉尘迁移分布与风流场接近;④在进入风流稳定区之后,风管布置于隧道不同部位时的粉尘迁移速率接近,整体均呈U形分布。

盾构法施工荷载对小半径曲线隧道管片防水性能的影响研究

为探究小半径曲线盾构隧道施工过程中施工荷载对管片防水性能的影响,依托深圳国际会展中心配套市政项目盾构段,选取油缸推力和螺栓预紧力作为主要施工荷载,采用ANSYS建立管片结构模型和弹性密封垫模型,对施工荷载下管片的张开量以及相应张开量下的管片防水性能进行研究,得到施工荷载对管片防水性能的影响。研究结果表明:1)油缸推力对环缝影响较大,会加大环缝张开量,但对纵缝影响较小;2)管片间弹性密封垫的防水性能随管片张开量的增加先增大后减小,在张开量为2mm以及大于6mm时存在渗水风险;3)以张开量2mm为计算控制标准,油缸推力使直线段管片防水性能下降8%,曲线段下降15%;4)增大螺栓预紧力能略微提高直线段管片的防水性能,但对曲线段管片的防水性能无影响,曲线段整体防水性能较差。

曲线隧道的震害机理及抗震分析方法探讨

隧道震害的大量出现引起人们对隧道抗震研究的重视。分析曲线隧道的震害特性及震害机理,论述曲线隧道抗震分析的实用方法,提出曲线隧道在抗震分析中需要注意的问题,以期对曲线隧道的抗震研究提供参考。