成都黏土强度特性的试验研究及其基坑土压力的计算方法

以褐黄色、砖红色、灰白色等3种典型的成都黏土为对象,通过三轴压缩试验研究了其母体土在天然含水量、饱和状态时的抗剪强度特性;通过直剪试验研究了其中的裂隙在无水、有水时的抗剪强度特性;建立了考虑裂隙时的土压力计算公式,可供设计使用。此外,通过膨胀力试验确定了这3种土的膨胀力。研究结果表明,饱和状态时母体土的黏聚力可降至天然含水量时的18%~46%,并会对基坑的土压力及稳定性产生显著影响。裂隙面对土压力的影响程度与其方向密切相关。在不利的情况下,裂隙面会导致主动土压力显著增大、被动土压力显著减小,成为影响基坑土压力及稳定性的决定因素。总体上看,对成都黏土基坑土压力及稳定性产生不良影响的主要因素是水及土中的裂隙,而膨胀性的影响相对较小。

曲线隧道施工通风流体速度场影响因素研究

依托金家庄曲线隧道施工通风项目,基于FLUENT有限体积软件对曲线隧道通风进行数值模拟,研究曲率半径、末端风速、末端距离、悬挂位置4个因素对曲线隧道内流体速度场分布规律的影响。研究结果显示:(1)曲率半径使曲线隧道外侧风速相比内侧风速更大,且曲率半径越小这种影响越明显;(2)末端风速和末端距离对曲线隧道内流体速度场的横向分布规律基本无影响,只影响速度场的轴向分布大小;(3)风管悬挂位置的影响较为明显,体现在曲线隧道内远离风管一侧风速明显大于靠近风管一侧风速。本文同时分析了各因素影响的机理,结合金家庄曲线隧道的通风方案,开展现场实测验证了所得结论的正确性。研究成果对曲线隧道施工通风的相关设计具有指导意义。

曲线隧道有毒有害气体流场特性及优化研究

以金家庄特长螺旋隧道工程为研究背景,采用CFD分析软件和现场测试相结合的分析方法,对曲线隧道施工掌子面通风的相关参数进行分析和优化,减少有毒有害气体的浓度,指导现场风管布置及分析CO聚集点。分析结果表明:(1)随着曲率半径的减小,CO浓度的不均分布愈发明显,CO积聚区域逐渐向隧道内侧拱脚处移动;(2)风管末端距掌子面距离一般选为15 m;(3)在曲线隧道中,宜将风管布置在曲线隧道外侧,有利于降低掌子面CO浓度。(4)结合现有施工情况,在通风30 min后,掌子面附近的CO浓度能够达到标准要求(24 ppm),在整个通风过程中,隧道内各监测点的稳定风速均满足隧道内最小风速0.15 m/s的要求,但CO易在3~#车行横通道与左洞交叉位置处积聚,故应对该位置进行重点监测,并在此处加强局部通风。