高地温隧道施工期降温隔热技术研究

铁路隧道工程正朝着"长大深"方向发展,施工期的高地温问题也随之变得越来越严峻。高地温不仅会增加隧道施工难度、拖延工期从而降低经济效益,还会危及施工人员健康和结构物的安全。文章对铁路隧道高地温成因以及高地温对隧道施工期的影响进行分析调研,总结现有关于高地温隧道施工期降温隔热技术措施的研究与应用情况,得出的结论为:当隧道温度低于45℃时,对于干热岩型隧道,围岩散热是热量的主要来源,通风降温依然是高地温隧道应用最广泛且行之有效的方法;对于湿热型隧道,需要针对高温热水这一重点热源采取堵水或排水的措施。对于温度高于45℃的超高地温隧道,必须辅助以隔绝高温围岩、冰块制冷、洒水喷雾、局部制冷等组合方式进行降温隔热。建议深入研究高地温隧道防水-隔热新型复合式衬砌和高温热水利用技术。

断层错动及地震作用下隧道力学特性研究

依托国外某穿越走滑断层的高速铁路隧道,利用FLAC3D建立三维有限元模型,通过在断层两侧施加强制位移,研究在走滑断层错动作用下的隧道衬砌力学特性,并基于此对隧道在地震波作用下的动力响应规律进行动力分析,最终得到依托隧道的抗错动及抗震加固长度。结果表明,在走滑断层错动作用及地震动作用下,衬砌内力及应力在断层破碎带与上下盘交界面处达到峰值,并随着监测断面沿轴线方向远离断层时逐渐趋于稳定。随着断层错动量的增加,衬砌内力与应力逐渐增加;随着输入地震波方向与隧道轴线夹角的增加,衬砌内力与应力逐渐减小。最终得出,断层错动0.1 m时,断层两侧隧道加固长度为3.7D(D为隧道内径);断层错动0.25 m时,隧道加固长度为4.5D;断层错动0.5 m时,隧道加固长度为5.2D。

高烈度大断面隧道反应位移法适用性研究

为探究反应位移法在高烈度大断面隧道的适用性,以补充国内对抗震设防峰值加速度0.4g以上的计算案例,对相关规范提供一定的参考。文章以雅万高铁6号隧道为依托,建立反应位移法荷载结构模型,计算不同弹簧刚度、不同地震作用以及不同位移剪力计算模式条件下的隧道结构内力位移。计算结果表明:(1)三种弹簧刚度的选取中,采用有限元法或日本经验公式法时,其计算结果最小,达时程分析法的1~1.5倍;(2)雅万算例中,当位移剪力采用自由场地震反应分析算法时,其结果与时程分析法差距较大,分析原因为二者计算时参数选取无法完全一致;(3)反应位移法在小震及中震作用下其内力位移计算结果与时程分析法接近,而在大震时计算结果可达时程分析法的10倍,建议对其适应性开展进一步研究。

井筒式地下车库围护结构施工力学特性的数值分析

文章针对某井筒式地下车库采用的排桩框架式围护结构,采用三维有限差分法对其在井筒土体开挖过程中的力学特性进行了分析。通过对井筒基坑开挖过程进行模拟计算,分析了排桩与圈梁的内力和变形特征以及围护桩桩径、桩端嵌固深度等因素对其力学特性的影响规律。结果表明围护桩具有双向弯曲特征,冠梁和腰梁均以轴向受压为主,中下部腰梁受力较大。对于排桩框架围护结构存在一个最合理的桩径,井筒式基坑的稳定性并非随桩径的增大而线性增大;同时围护桩嵌固深度的增加并不能直接增强井筒基坑的稳定性,更多在于嵌固地层的岩性。