气流作用下的季冻区隧道温度场及影响因素

为探索冻害问题的解决方法,依托京沈高铁瓦房店隧道,以隧道洞口气象条件代替区域气象条件,在考虑洞口气流对隧道传热作用的基础上,研究隧道温度场及其影响因素。首先,采用现场实测数据,对原址隧道数值模型和计算方法进行正确性验证;然后,采用正交试验方法,完成风温、风速、时间和风向4个因素对温度场影响的敏感性分析;最后,探讨风向的夹角和交替变化对温度场的影响。结果表明:4个因素中风温最为敏感,风速次之,风向夹角虽然影响最弱,但却不可忽视;主导风向与隧道走向存在夹角时,同一横断面的2侧温度场存在显著差异,30°的风向夹角可造成大约8%的相对温差;不同风向夹角下,相对温差均呈现中间段>进口段>出口段的现象,且随着风向夹角的增大,相对温差相应增大,隧道整体降温效果相应减弱;以隧道中部断面衬砌背后拱顶部位作为考察点,单一风向工况下的温度比风向正反交替变化工况低约4℃,更易导致冻害发生。

新建公路填挖方对下方既有隧道的影响分析

文章针对国内某拟建的高速公路辅道在修建过程中与既有隧道存在立体交叉的工程状况,采用FLAC^(3D)有限差分软件模拟得到交叉里程段施工前后的围岩主应力场和结构位移,对比分析既有隧道上方填挖方及路基施工对既有隧道的影响。结果表明,填方对围岩主应力、既有隧道和路基结构位移影响较挖方影响更大,在填挖方施工一段距离后,既有隧道结构基本处于稳定状态,无继续劣化现象。

基于强度折减法的双孔大跨隧道围岩稳定性研究

在大跨隧道开挖过程中,若支护方式和开挖方法不合理,易造成隧道塌方、大变形等失稳现象,保证隧道施工期间的稳定性是隧道工程施工的核心目标,而现阶段国内外尚没有形成合理的定量判定围岩稳定性的方法。为了能够对围岩稳定性进行较为准确的定量描述文中采用强度折减法对围岩稳定性进行理论研究,得到不同围岩条件下的安全系数随隧道埋深变化曲线图,并针对不同埋深下双孔大跨隧道的破坏形态进行研究,为支护设计提供参考。

硅藻土地层隧道初期支护力学行为现场试验研究

以杭州经绍兴至台州高铁飞凤山隧道工程为依托,对隧道穿越典型硅藻土地段期间的初期支护结构力学行为进行现场试验研究.测试项目主要包括围岩与初期支护之间、初期支护与二次衬砌之间的接触压力,初期支护钢架应力、初期支护喷射混凝土应变等.测试结果表明:管棚适用于洞口段硅藻土地层,能有效控制洞口段拱顶沉降;而超前小导管适用于洞身段自稳时间短的软弱硅藻土地层,能够改善围岩,控制拱顶沉降.初期支护安全系数随着隧道施工推进而逐渐降低并趋于稳定,此过程可被划分为急剧降低阶段(掌子面通过后0~20 d或0~20 m内)、缓慢降低阶段(掌子面通过后20~40 d或20~30 m内)、稳定阶段(掌子面通过后40 d或30 m以后)3个阶段.型钢钢架及格栅钢架均能适用于硅藻土地层隧道,但型钢钢架有更强的控制拱顶沉降能力,尤其是控制隧道开挖早期较大变形.型钢钢架与围岩之间的接触压力基本在10 d内达到峰值,而格栅钢架在30~40 d达到受力峰值,而后趋稳.相关研究成果可为依托工程及今后类似工程提供参考.

溶洞对隧道衬砌结构安全影响及回填深度研究

文章以国内某地穿越溶洞地层隧道项目为依托,采用ANSYS软件数值模拟,并得到有无溶洞情况下隧道衬砌结构的力学性状差异以及溶洞对隧道衬砌结构的安全度影响,进而提出建立刚度折减区,研究采用回填手段时,所需的最优回填深度。结果表明,溶洞造成隧道衬砌结构整体受力形式发生改变,衬砌大部分区域安全系数下降,回填土能有效提高隧道整体安全系数,回填深度达到4 m时,回填覆土只需提供原围岩0.2倍地层抗力刚度系数即能达到稳定,最具有安全性和经济性,为综合评价溶洞对隧道衬砌安全影响以及回填方案选取提供了依据。