富水黄土隧道围岩软化对结构受力影响研究

以银百高速榆林子隧道为依托工程,通过有限元软件ABAQUS温度场模块摸拟隧道施工围岩软化过程,研究了富水黄土隧道围岩在不同软化阶段和软化范围工况下,隧道围岩、初期支护、仰拱填充层的位移和应力的变化规律。结果显示:拱顶沉降和仰拱填充层隆起随软化范围的扩大而增大,而隧底隆起减小,仰拱填充层隆起在软化范围3 m时趋于稳定;围岩软化对仰拱填充层中心影响最大,而仰拱填充层拱脚处几乎不受影响;围岩软化后在初期支护拱脚位置产生最大拉应力,拱墙和拱顶应力变化不明显;塑性区以内是围岩软化的主要影响范围,需特别关注塑性区内的地下水赋存状态。

宝兰客专徐家川黄土隧道受力特性试验研究

宝兰客专徐家川黄土隧道采用三台阶七步流水法施工,围岩变形大、施工难度大。文章通过现场监控量测,研究了围岩压力、钢拱架应力、初期支护与二次衬砌接触压力、二次衬砌钢筋轴力和混凝土应变等随时间变化的规律及分布特征,并对实际工程的安全状态进行了评估。通过监控量测及数据分析,掌握了隧道工程施工的一般规律和特点,可为今后类似黄土隧道工程的设计施工提供参考。

太湖隧道试桩测试中分布式光纤监测技术应用研究

研究了分布式光纤传感技术在钻孔灌注桩静荷载试验中的应用,介绍了光纤测试的整个试验过程,并根据试验数据分析计算出桩身轴力与桩侧摩阻力随深度分布,桩端阻力、桩侧摩阻力随桩顶荷载增加的变化规律,并和传统方法焊接钢筋计监测结果进行相互对比论证分析,使得桩基测试结果更加准确可靠。

甘肃定西原状Q_3黄土各向异性试验研究

通过室内三轴试验,研究了甘肃定西原状Q3黄土的各向异性对于黄土抗剪强度和变形参数的影响。研究结果表明,此种黄土的各向异性对土体力学性质的影响显著。垂直向原状黄土抗剪强度明显高于水平向,随着围压的增大,二者之差明显下降,最终稳定在10%的差值范围内。围压小于100 k Pa时,水平向破坏应变明显大于垂直向,且随着围压逐渐增大二者差值逐渐减小,并在围压高于200 k Pa时,破坏应变达到一致。利用邓肯-张模型对偏差应力实测值与计算值进行差值分析表明,低应变处垂直向与水平向的差值均较大;随着围压增大,差值逐渐减小并最终稳定在±5%差值范围内,且最大偏差应力均符合误差为±5%的范围。无论是垂直样还是水平样,大约在2%应变之前的应力应变曲线都近似为回归系数很高的线性关系,可近似估算不同方向黄土的变形模量,其值分别为130 MPa和85 MPa。

施工方法对黄土隧道围岩结构相互作用的影响

研究目的:因黄土自身特性,以致于黄土隧道施工时往往会出现围岩变形较大且支护结构受力情况复杂的现象,因而黄土隧道施工时一般采用分部开挖法。为了探明不同的分部开挖法对黄土隧道围岩结构相互作用的影响,现以某富水黄土隧道为工程背景,采用有限元软件Midas GTS分别对CRD法、CD法及三台阶七步开挖法进行数值模拟,分析比较三种施工方法下的围岩位移、应力及弹性反力系数k,并通过实测数据与既有理论对数值计算结果进行检验。研究结论:(1)不同的施工方法对富水黄土隧道的围岩位移、应力以及弹性反力系数k值大小确有一定的影响;(2)通过实测数据与既有理论的检验,证明了数值模拟计算结果的合理性,因此,表2中的围岩弹性反力系数k的取值,可为今后类似工程设计、施工等提供参考;(3)本研究成果有助于理解富水黄土隧道围岩结构相互作用的特点,并可应用于富水黄土隧道计算分析相关领域。

关于黄土隧道工程科学研究若干问题的思考

在调研既有黄土隧道工程相关研究成果的基础上,对比各种研究方法的优缺点及适用情况,归纳总结黄土隧道及地下工程中的若干复杂问题及其解决措施,主要包括复杂地质条件下体现动态施工力学原理的围岩分级方法、隧道洞口段围岩压力时空演化规律及计算方法、黄土遇水软化机理对隧道结构稳定性及耐久性的影响、隧道穿越黄土-基岩二元地层时围岩变形规律及结构优化,以及黄土隧道防排水系统的优化设计、桥隧相连工程中边仰坡加固防护技术和生态修复等工程科学问题。

富水深埋黄土隧道变形规律及控制措施

以某在建富水黄土公路隧道为依托,对隧道的拱顶下沉和周边收敛进行现场监测。结合现场监测数据对围岩变形的原因进行分析,并提出相应的控制措施。结果表明:深埋富水黄土隧道拱顶沉降比周边收敛量大,围岩变形受降雨的影响较大,且变形稳定时间约为35 d;围岩的变形大致可分为变形快速发展、变形持续发展、变形稳定3个阶段;拱顶下沉及周边水平收敛随上、中、下台阶的开挖变化较大,每个施工步完成后应及时施作锁脚锚杆等支护措施,仰拱闭合可以有效控制围岩变形;围岩变形与指数函数规律吻合,可利用指数函数模型预测;建议在富水黄土隧道施工中采用拱脚钢管桩与帷幕注浆来有效控制渗漏水及围岩大变形。