公路隧道联络通风开挖方式对主洞稳定性影响数值分析

上跨隧道采用不同的开挖方式进行施工时,因爆破和围岩开挖易引起隧道初期支护拱顶隆起隧,受力增大、围岩扰动等工程问题。为了分析上跨通道采用不同开挖方式对既有隧道初支变形、受力和围岩应力的影响规律,依托某高速公路在建隧道,利用MIDAS- GTS NX有限元软件建立三维数值计算模型,对上跨通道不同开挖工法工况进行分析,研究了不同开挖工法施工对既有隧道初期变形及受力情况影响,并对比优选了上跨通道施工方法。结果表明:上跨通道采用不同施工方法开挖时,既有隧道初期支护位移变形特征基本保持一致;“两台阶+预留核心土法”和“三台阶法”施工步序多,可适当减少对既有隧道初期支护结构的扰动,一定程度上保护了既有隧道的初期支护结构;上跨通道采用两台阶法施工时,重点区域围岩塑性应变值增大约16~19%,围岩塑性区面积相应增大。研究结果为类似工程施工和支护设计提供了参考。

深埋公路隧道复杂断面十字交叉施工稳定性数值分析

以在建郑西高速伏牛山特长公路隧道为研究对象,采用MIDAS/GTSNX有限元分析软件模拟深埋隧道主洞、排风斜井及辅助横通道采用十字交叉的开挖方式,对交叉口围岩位移、初支结构与围岩间的相互作用以及支护结构受力的影响情况。结果表明:主洞开挖对十字交叉口沉降影响距离为(1.8~2.2)D1(D1为主隧道洞跨),横通道的开挖对交叉口沉降影响距离为(1.5~2.0)D2洞径(D2为辅助通道洞跨);随着横通道的开挖,交叉口各部位同时产生沿X轴正向的水平位移;辅助横通道的开挖使σ3最小值增长90.7%,最大剪应力τ值增长130.8%,应力集中区由斜井交叉口转至辅助横通道交叉口两侧拱腰;交叉段初期支护应力存在偏压现象,交叉段斜井顶部应力最大。

黄土边坡降雨冲刷模型试验研究

针对边坡表层受降雨冲刷易引发水土流失并导致滑坡灾害的难题,以黄土边坡为例,提出了一种基于减排水理念的生态固坡综合防护方法。采用自主研制的边坡降雨模拟实验装置,考虑不同改良剂掺量、格构防护形式、雨强、历时、坡比等因素对防护效果的影响,研究不同因素组合影响下的边坡土体侵蚀规律与演化机理。试验结果表明,黄土边坡坡面侵蚀可归纳为溅蚀、片蚀、沟蚀、坍塌、滑坡的过程;随改良剂掺量增加,改良边坡抗侵蚀能力增强,综合考虑提出改良剂的最优掺量为3‰;与素土边坡相比,3‰改良剂改良边坡受雨强的影响较小;随降雨历时增加,改良剂改良效果越明显;改良剂、框格梁以及两者的综合利用,均能有效提高边坡抗雨水冲刷与侵蚀能力;边坡坡度增大至一定程度,坡体受降雨侵蚀易突然发生整体滑塌,需进行重点关注;改良剂主要通过絮凝作用使土颗粒之间镶嵌黏结更紧密,从而提高黄土的持水性和抗蚀性。

页岩微纳米孔隙结构分形特征研究

页岩气作为非常规气,是一种重要能源。页岩的孔隙结构特征是衡量与评价页岩储层存储能力与可压裂性的重要参数。选取威远海相页岩(1#)、龙马溪海相页岩(2#)、瑶曲凝灰岩(4#)以及瑶曲陆相页岩(5#,6#),进行压汞实验、氮气吸附性实验以及核磁共振实验。利用分形理论,表征孔隙结构的非均质性,揭示分形维数和孔隙结构之间的关系。结果表明:孔隙在0.1~100μm范围采用压汞实验,陆相页岩样品得到的分形维数要比海相页岩样品大;孔隙在2~200 nm范围采用氮气吸附实验,海相页岩的分形维数比陆相页岩大;相比之下,孔隙在10 nm^10μm范围采用核磁共振实验得到的焦石坝海相页岩与陆相页岩的分形维数大小比较接近。尤其是本文统计的氮气吸附实验样本中,焦石坝海相页岩的分形维数最大,即焦石坝海相页岩的微孔结构最为发育,非均质性最强。因此分形维数可作为一种用于评价页岩孔隙非均质性与储存压裂效果的重要参数。

浅谈悬浇段挂篮施工工艺流程

随着科学技术水平的不断提升,挂篮悬浇施工已经成为一项较为成熟的施工工艺。文章主要对悬浇段挂篮结构概况及施工工艺流程进行了分析与探究。通过对悬浇段挂篮施工工序的介绍,要求施工人员在施工中严格按照施工技术规范和设计要求进行施工,不断总结经验,以便在以后的施工中更好地控制工程质量。

抗震设防烈度提升对地下车站抗震性能的影响

中国地震动参数区划图(2015)将天津地区的抗震设防烈度由Ⅶ度提升至Ⅷ度,这对已建的地下车站结构的抗震性能的影响有必要进行深入探讨。本文以天津地铁某车站为例,建立了地层-结构有限元模型,模型边界采用粘弹性边界,地震动采用等效节点力的形式输入,采用等效线性化方法考虑土体材料的非线性,分别进行了Ⅶ度和Ⅷ度抗震设防烈度的地震动工况的时程分析。通过对比两种抗震设防烈度地震动工况的计算结果,得出结论:侧墙与底板的连接处是地震作用下车站结构的最薄弱位置;抗震设防烈度由Ⅶ度提升至Ⅷ度对结构内力有比较大的影响,尤其是对弯矩的影响最为明显。对抗震时程分析结果进行的验算结果表明,设防烈度的提升对结构变形会产生更为明显的影响,该车站的结构设计能够满足Ⅶ度和Ⅷ度抗震设防的安全性能要求。研究对天津地区已建的地下车站结构的抗震安全性能评价具有一定的参考意义。

隧道侧部侵入充填型溶洞雷达探测及注浆模拟

依托郑西高速下营隧道,运用地质雷达对下营隧道侧部充填型溶洞进行了探测,总结了下营隧道充填型溶洞地质雷达图像典型特点。基于地质预报结论,运用ABAQUS有限元软件,从围岩应力及初支结构形变两方面对不同深度径向注浆加固方案进行了模拟分析,优化了溶洞处治方案。结合现场监测结果证明注浆加固体可以和围岩形成应力圈共同受力,改善溶洞引起的隧道围岩偏压,减小初支结构变形。随着注浆加固深度的增大,加固效果的提升会逐渐降低,采用5 m的加固深度能达到比较好的处治效益。

振动成型设计下AC-16沥青混合料的耐久性能

为论证垂直振动法(VTM)设计沥青混合料在光照环境与荷载反复作用环境下的耐久性能,本文首先对VTM法、马歇尔法(Marshall)和旋转压实法(GTM)成型的AC-16混合料力学性能进行对比,并深入分析VTM、Marshall两种设计方法的抗老化性能和耐疲劳特性,应用Weibull分布建立疲劳方程,对疲劳寿命进行对比。结果表明:VTM成型试件具有密实度高、空隙率和矿料间隙率低的特点;GTM、VTM沥青混合料力学性能较Marshall至少提高35%;GTM法、VTM法、Marshall法与现场相关性分别为94%、92%和72%;老化后两种方法设计沥青混合料低温性能相当;短期老化后VTM设计沥青混合料回收沥青性能变化比Marshall的大;长期老化后VTM设计沥青混合料回收沥青性能变化比Marshall的小;建立的Weibull模型呈现良好的线性相关性;不同失效概率下,基于VTM设计的沥青混合料耐疲劳性能优于Marshall法。

特长公路隧道风机房方案比选与发展

为解决特长公路隧道的通风问题,风机房布置方式的选择逐渐成为设计与施工的重点和难点。本文从伏牛山隧道设置的地面与地下风机房的特点出发,分别对比分析相应的优缺点。同时针对地下风机房洞室群施工中所面临的问题,进行总结研究并得出结论,从而对特长公路隧道风机房的设计与优化带来一定的参考意义。

挖方边坡动态设计中常见问题及解决思路

边坡动态设计既要考虑边坡的稳定性,还要考虑到美观效果。本文分析了各种边坡防护型的适用条件及优缺点,总结出边坡动态设计的常见问题及解决思路。重点分析山区广泛分布的工程性质差的松散坡积土的分布规律及其稳定性评价。