暗挖隧道与基坑交界处的管棚拆除技术研究

由于城市环境复杂,暗挖隧道施工风险极大,暗挖转明挖时有发生。为了保障暗挖转明挖施工过程中隧道段安全,通过数值分析,研究了对管棚已施作的情况下,明挖施工时先拆除管棚后放坡开挖、施工围护桩后先拆除管棚后开挖、施工围护桩后拆除管棚和开挖同时实施3种方案。结果表明,明挖施工导致管棚受力增加40%,先行洞的管棚受力不利于后行洞的管棚受力,先行洞的管棚轴力最大增加了50%;在围护桩完成后管棚拆除和开挖同时施工中的管棚弯矩变化比先拆管棚后开挖施工中的管棚弯矩变化大约10倍;基坑围护桩的施作能够减小管棚拆除产生的弹性变形,管棚拆除改变了其位移曲线形状,管棚拆除前后的最大变形从0.7 cm减小到0.1 cm;隧道暗挖管棚段转明挖后建议设置基坑围护桩和先拆管棚后开挖施工的方案。研究结果可为类似项目提供理论依据和施工经验。

城市大断面隧道火灾情况下人员疏散过程仿真研究

为研究城市大断面隧道火灾防控问题,以大断面长距离城市隧道为对象,采用数值模拟计算方法对隧道内发生火灾时烟气扩散、温度蔓延等情况进行研究,并分析不利条件下人员疏散情况.针对疏散救援,提出采用疏散通道长距离加压送风及人员疏散方式,通过模拟试验,获得不同火灾工况下的可用安全疏散时间和必需安全疏散时间.研究结果表明,在火灾规模较大的情况下,隧道内开启纵向通风风机,并保持3 m/s左右的纵向通风风速,可以保证隧道内的人员安全疏散.研究结果可为类似城市大断面隧道工程火灾防控与应急救援技术提供参考.

基于强度折减法的三维边坡失稳判据

为了寻求基于强度折减法的三维边坡稳定分析的合理判据,依托珍珠坝边坡采用FALC3D对位移突变判据及塑性区贯通判据进行分析,并与ANSYS计算结果和二维极限平衡结果进行比较。结果表明:在采用强度折减法对三维边坡稳定分析时,位移突变判据根据总位移增量和折减系数关系曲线较易识别突变点且特征点选在边坡坡顶滑体上较为合理;针对塑性区贯通判据的不足,提出了以贯通率增量和折减系数曲线上的突变点来判别边坡稳定性。因此,三维边坡失稳判据的合理选用应遵循以下原则:建议在滑带明确的情况下采用塑性区贯通率增量突变判据,在滑带未知的情况下采用位移增量突变判据。

高水压山地城市隧道地下水限量排放研究

近些年来,隧道工程建设规模庞大,山岭隧道的地下水问题成了山地地区隧道工程建设面临的主要问题之一,众多山地城市隧道修建过程中常穿越高水压富水岩层,涉及诸多地下水相关问题,突涌水灾害不但破坏施工设备,造成财产损失,更严重的会造成工作人员的伤亡和生态环境的破坏。基于此,以重庆土主隧道为依托工程,利用有限差分法,研究了20~100 m水位高度、不同围岩等级及不同截面条件下隧道支护结构的受力规律。结果表明:地下水位越高,施工完成后隧道周边的位移越大;Ⅴ级围岩的位移略大于Ⅳ级围岩,其中在水位为100 m时,水平位移为5.22 mm,竖向位移为43.17 mm,与Ⅳ级围岩相比,Ⅴ级围岩的水平位移增加了16.2%。三车道隧道的水平和竖向位移均大于两车道隧道,其中三车道隧道在地下水位100 m时,水平方向最大位移为4.68 mm,竖直方向最大位移为44.82 mm。与两车道隧道相比,水平方向位移极值增大了约4.2%,竖直方向位移极值增大了约2.4%,可以为我国山岭隧道设计提供科学参考,具有显著的社会价值。

多年冻土隧道工程中的隔热层参数优化设计研究

隔热层经常被用于多年冻土隧道中,来防止隧道结构的冻融破坏。文章根据多年冻土特点及优化理论,推导了多年冻土隧道隔热层的数学优化模型;并以风火山隧道为例进行求解,分析研究了隔热层用于多年冻土隧道的合理性和经济性。结果表明,该多年冻土隧道隔热层的数学优化模型是合理的,求解方法是可行的;对于多年冻土隧道,地表温度对隧道围岩影响深度是有限的,因此多年冻土隧道隔热层应根据隧道埋深、年平均温度以及年较差分段设计,才能达到既合理又经济的目的。

冻土隧道的保温隔热层参数设计新方法

目前几乎所有冻土隧道设计都会采用保温隔热层避免冻融作用发生,但是在保温隔热层的参数选取时,保温隔热效果是主要考虑的因素,而对其成本考虑较少。为了使保温隔热层既能防止冻融作用的破坏,又能节约成本,以优化理论为基础,结合扩展内点罚函数及冻土隧道特点,建立了保温隔热层的数学优化模型,期望该模型能够达到此目的。以大坂山K0+785断面和风火山隧道K0+835断面为例,验证了该数学模型不仅能用于季节性冻土隧道,而且也能用于多年冻土隧道。优化结果不但能够防止冻害发生,而且还能产生较大的经济效益。由此可见该数学优化模型及求解方法可以为冻土隧道工程中的保温隔热层参数的合理选取提供指导。

移动教学在大学智慧课堂应用的利弊浅析

在大学课堂学生无心专注教师授课,而沉迷于各种社交平台和网络视频等已经是常态。虽然一些学校限制学生在课堂使用便携式移动终端,但是效果也不是很理想。基于此,移动教学的出现可以顺应时代潮流,利用好学生对便携式移动终端的热爱开展教学活动是双赢的选择。从现有移动教学的定义出发,分析了移动教学的四大优势和四大弊端,提出了三个应对策略。由此能够使广大教师对移动教学有清晰、深刻认识,对移动教学的推广和应有具有推动作用。

在“隧道工程”大班教学中的分享互动模式探讨

现代化建设对隧道工程专业人才需求急剧增加,因而该专业方向的学生人数随之增加,但是专业教师急缺,所以"隧道工程"大班教学客观存在,针对教学的具体的情况,提出了分享互动式大班教学模式。

小净距大断面隧道合理净距研究

小净距大断面隧道开挖跨度大,扁平率低,双洞相互影响显著,在施工过程中其施工力学性态及受力机理较普通隧道更为复杂。依托朝阳寺隧道下穿渝邻高速段工程,分析了围岩及支护结构的变形特性,引入屈服接近度概念对其受力进行评价,探讨了隧道不同近接施工力学变化规律,结果表明其较为合理的净距为1D～1.2D。通过强度折减法计算对比研究,结论与前述一致,由此提出一种新的适用于小净距大断面隧道净距选取原则。研究成果可为类似隧道设计及施工提供经验参考。

地表荷载对浅埋非对称小净距隧道的影响分析

为获得浅埋非对称小净距隧道在地表荷载作用下的地表沉降、拱顶下沉和支护应力在施工过程中的变化特征,依托重庆渝中连接隧道工程为依托,采用二维数值分析方法,分析了地表荷载位于小隧道正上方、大隧道正上方及均布于大小隧道上方3种荷载作用下,先行洞为小隧道或大隧道两个施工过程。结果表明:当小隧道采用单侧壁导坑法和大隧道采用环形开挖留核心土法施工时,地表总荷载越大,地表沉降越大,地表荷载影响最终地表沉降曲线的形态及沉降值大小;大小隧道的施工先后顺序对拱顶下沉随工序变化的规律没有影响;后行洞临近先行洞的开挖对先行洞的支护应力影响非常大。分析结果可为类似工程建设提供理论支持和科学指导。

基于颗粒流的砂岩三轴破裂演化宏-细观机理

以重庆地区砂岩的三轴压缩试验应力-应变曲线为基准,完成了二维颗粒流PFC^(2d)数值砂岩试样的细观参数标定。针对0.5~20 MPa围压下数值砂岩在双轴试验中的宏观力学响应,从试样内部位移、3种类型裂纹(总裂纹、拉裂纹和剪裂纹)的数目演化和角度分布等细观层面进行了解释。研究结果表明:PFC^(2d)数值试样能代表物理砂岩的主要宏观力学特性;试验过程中,试样内3种裂纹数目均呈"S"型累积,其突变点与宏观应力-应变曲线的弹、塑和破坏特征点对应;随着围压增大,由试验过程中剪裂纹始终占主导逐渐变为拉裂纹始终占主导,拉裂纹的占比逐渐增大;对于整个试样和破裂带,破裂带内拉裂纹的占比始终高于整个试样;总裂纹和剪裂纹角度分布的主方向明显,与加载方向相同;拉裂纹的角度分布较为均匀,在加载方向、破裂面及共轭破裂面方向的集中度相对明显。

水库岸坡的承压水模型研究

基于实际工程水库岸坡失稳资料和现有岸坡失稳模型,指出现有模型的局限性,提出了新的水库岸坡承压水模型。给出了承压水模型适用条件,推导了滑带底部承压水压力的理论计算公式。得到了考虑承压水时的岸坡安全系数计算公式,验证了承压水存在的合理性。研究结果表明,在考虑承压水情况下,岸坡稳定性受降雨入渗量和库水位变化的影响显著,且两个影响因素联合作用的效果比单个因素作用再叠加更明显。承压水岸坡渗透比在（10-5~10-2）区间时,岸坡稳定性最低,安全系数存在一个最小值,最易发生失稳。渗透比相同时,降雨入渗量越大,岸坡稳定性越低。

温度对悬索桥锚跨索股张力影响研究

分析了温度对悬索桥锚跨索股张力的影响,通过数值解析法和有限单元法计算锚跨在空缆状态时对应的不同温度下的理论索力,并结合鱼嘴长江特大桥架设过程中的索力测试结果,提出一种锚跨索股张力的分析方法,并且介绍了索力检测设备及检测过程。

基于ANSYS分析CFST拱肋空间极限承载状态的计算模型研究

结合已有的CFST(concrete-filled steel tuber)本构模型,对已做试验的两个CFST(单圆管)单肋拱空间极限承载状态进行了双重非线性有限元分析探讨。采用双单元法和单单元法对比研究了基于ANSYS分析下模型拱的统一理论模型、分离式理论模型和纤维单元模型.较好地模拟了模型拱的极限承栽状态,评定了几种核心混凝土本构模型的适应性,提出了ANSYS分析下精确模拟CFST拱极限承栽状态的基本原理、基本方法和本构关系的选取建议。计算结果与试验结果符合较好,验证了本文计算模型的合理性。研究成果可供进行圆CFST拱计算时参考。

不同水位下隧道排水管结晶堵塞引起的衬砌应力分析

为研究不同水位下隧道排水管结晶堵塞引起的衬砌应力变化规律,通过"以板代孔"法对排水管堵塞进行模拟,研究了5种堵塞工况与4种地下水位工况下隧道衬砌应力变化规律。结果表明:不同堵塞工况与不同水位工况下隧道衬砌应力变化规律是一致的;在同一堵塞程度下,随着原始地下水位的升高,隧道衬砌应力随之增加,隧道左右拱脚处衬砌最大主应力差值随之增加,最小主应力差值随之减小;在同一水位工况下,堵塞程度75%是隧道衬砌受力变化的转折点。由此可见,由于排水管的堵塞,衬砌应力明显增加,当地下水位由于排水系统堵塞升高时,衬砌受力更为不利。因而在隧道建设过程中应重视排水系统有效排水,保障衬砌结构安全。

简支转连续梁桥支座更换新方法仿真分析

简支转连续梁桥是在高速公路建设中被广泛采用的桥型之一,随着桥梁运营期的增加,必然面临着支座更换的问题。笔者针对水麻高速公路上山区高墩简支转连续T形梁桥,通过建立有限元模型提出了纵向单点逐墩、横向同步顶升的支座更换新方法。仿真分析结果表明:采用纵向单点逐墩、横向同步顶升的支座更换方法合理可行结构安全得到保证,为同类桥型支座更换提供了一种新方法和新途径。

绒毛长度对隧道植绒排水管防除结晶效果试验

为了研究绒毛长度对隧道植绒排水管防除结晶效果,设计了一种室内试验装置,排水管坡度3%,水流速度2.92 cm/s,选择直径1 mm的尼龙丝作为绒毛,在直径100 mm普通PVC半圆管上指定位置处用微型钻机钻孔,将不同长度绒毛插入孔内,同时做好PVC管外侧防水处理。研究结果表明:在较低的水流速度下,绒毛长度15 mm时植绒管比普通PVC管防除结晶效果好;结晶量变化规律与环境温湿度变化规律有一定的联系;植绒排水管绒毛纵向间距、环向间距与防除结晶效果有显著影响。可见利用绒毛的蠕动效应设计的植绒排水管对隧道排水管防除结晶有较好的效果,而绒毛长度、绒毛直径以及植绒间距对防除结晶的影响还需进一步深入研究,从而充分发挥植绒排水管除结晶的作用。

不同倾角层理岩体爆破应力波传播规律

以层理岩体地层隧道开挖爆破为研究背景,通过理论解析和数值模拟分析层理倾角变化对爆破应力波的传播影响。研究发现:层理对应力波具有一定的吸收和反射作用,加速了爆破应力波在层理岩体中衰减;层理倾角越大应力波的透射率越小,应力波透过层理的衰减度越大;当应力波由硬介质入射到软介质中时透射率小于1,反之透射率则大于1。当层理倾角大于30°时,应力波的反射率随层理倾角的增大而变大;小于30°时,应力波反射率随层理倾角的增大而减小。此外,运用公式求解得到质点振动速度衰减度随层理倾角变化关系。

石墨/聚乙二醇复合相变材料对SBS改性沥青胶浆性能的影响

为了研究一种具有降温性能的沥青路面材料,选用石墨和聚乙二醇以不同质量比制备复合相变材料,再将制备出的复合相变材料加入到苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性沥青中研究石墨/聚乙二醇-SBS(G/PEG-SBS)改性沥青胶浆的降温效果、高低温性能和改性机理。结果表明:G/PEG与SBS改性沥青时通过物理共融粘结与包裹交接在一起的;随着G/PEG掺量的增加,所形成的改性沥青胶浆降温效果越好,但所形成的沥青胶浆三大指标性能和抗高低温性能下降明显;在保证所制备出的沥青胶浆的抗高低温性能与SBS改性沥青的性能变化不大的前提下,G/PEG采用1∶5的比例最好,不仅沥青胶浆抗高低温性能良好,同时降温效果也不错,降温热损失仅有10%。因此,以1∶5的比例将G/PEG掺加在SBS改性沥青中可以在保障沥青胶浆的抗高低温性能同时具有良好的降温效果。

赛里木湖隧道施工环保措施研究

论述了在公路隧道建设中环境保护的重要性,结合赛里木湖隧道施工中产生的环境问题,提出了相关环保措施,总结了公路隧道环保理念。