气压诱发非饱和土变形破坏的试验与数值研究

覆土填埋是处理城市垃圾的主要手段之一,但垃圾中的有机质在降解时会生成大量气体,若产气速率过快或导排不顺,内部将产生过高的气压,导致土质覆盖层发生变形破坏,进而影响填埋场的稳定性.基于此,开展气压诱导非饱和土破坏的二维模型试验和数值模拟,研究不同土体厚度、气压条件下的土体变形破坏机制.结果表明,气压诱发土体破坏的过程可分为水气运移、局部微裂缝、贯穿主裂缝和内部空洞四个阶段.土体破环主要发生在充气孔上方与表层之间的倒三角区域内,其破坏形态根据是否有前期气压作用可分为“劈裂型”与“爆裂型”两种.土体的破坏压力随覆土厚度的增加近似线性增大,适当的气压有利于增加土体的稳定性,在此基础上提出临界稳定气压的概念.通过提出的数值模拟方法研究了土体内部的渗流变化规律,发现气压会增加土体内部的孔隙压力,同时会驱使水向四周扩散,导致周围土体的饱和度发生变化;最后,研究结果表明有效应力增量的区域性变化可能是临界稳定气压产生的原因,可为实际工程提供参考.

盾构隧道穿越燃气管线影响分析

文中以东六环大直径盾构隧道下穿道路及附近燃气管线为背景,用Midas-GTS建立了相关数值模型,通过未加固方案与加固方案的对比,肯定了注浆加固的效果,为类似工程提供了借鉴意义。

富水断层破碎带大断面隧道设计与快速施工

为解决石峡隧道穿越F7断层及其次生断层影响带、实现快速施工满足通车工期要求的目的,通过数值计算、现场监测等手段,对超前支护、初期支护、锁脚锚杆措施进行了优化,优化措施在工程应用中取得了良好的效果。实践证明:自进式管棚集钻进、注浆、支护于一体,增强了围岩的稳定性并大幅提高了超前支护施作效率;管棚保护下的两台阶快速开挖方法可实现初期支护的早封闭、少扰动,大幅提高了施工进度;不同角度、长度锁脚锚杆对拱顶沉降、周边收敛的影响规律,应结合围岩与衬砌变形规律选取合理的设计参数;管棚保护下的两台阶快速开挖方法及R51锁脚锚杆有效控制了围岩稳定和初期支护变形。

高瓦斯大断面长距离巷道快速掘进与支护技术

为解决潞安王庄煤矿8110超长高瓦斯运输巷掘进速率较低的问题,分析了高瓦斯和掘进工艺对8110运输巷安全快速掘进的影响。基于理论计算得出了瓦斯抽采的必要性,并提出了"边掘边抽瓦斯、优化掘进工艺"的快速掘进技术。

公路隧道疏散救援关键技术——以北京东六环特长盾构隧道为例

为解决大直径盾构隧道运营中的疏散及救援问题,从理论到实践进行探索。从隧道运营安全特点出发,分析隧道安全事故特点和疏散救援特点;通过案例分析和数据论证,初步探讨疏散与救援的原则和标准,提出疏散时间不大于6 min和救援时间不大于15 min的标准,尤其是对于规范没有明确的救援标准,从公路隧道灭火控火和医疗救援2方面的要求,提出合理建议值;在理论研究基础上,以北京城市副中心在建的东六环特长盾构隧道为例,应用上述原则和标准,进行专项疏散救援方案研究,并通过数值模拟印证方案的有效性。随着未来公路与城市道路的建设,特长隧道、超宽隧道、分岔隧道等复杂隧道将越来越多,隧道运营安全压力将逐步增大,需要从管理角度出发进行安全设计。

超大直径盾构隧道横通道开口形状对主体结构的影响分析

为探究不同横通道开口形状对主体盾构隧道结构受力及变形的影响,以北京东六环路改造工程盾构段横通道建设项目为工程背景,采用Abaqus计算软件对矩形和圆形两种开口形状下主体结构受力及变形特征展开研究。数值模拟结果表明:1)无论矩形开口还是圆形开口,主盾构隧道结构破洞前后椭圆度均满足规范要求(8%。);2)由于圆形开口涉及复合管片数量更多,结构刚度相对更大,所以破洞前后圆形开口的椭圆度均比矩形开口的椭圆度更小;3)通过对比应力水平,圆形开口对结构应力集中的影响更大,但均在钢板-混凝土复合管片承载能力范围之内;4)开口型式的变化对结构的受力影响程度较大,因此在设计时应关注合理的结构型式和材料特性,以满足承载能力的要求。

深部巷道钢管混凝土支架承载性能研究进展

为掌握钢管混凝土支架承载性能的研究动态,从轴压构件、纯弯构件、偏压构件以及整体支架4个方面系统梳理了钢管混凝土支架承载性能室内试验、计算理论和数值研究的发展现状.在此基础上,详细分析了钢管混凝土支架的现场实践进展.最后,探讨了存在的不足及需要解决的若干关键技术问题.研究表明:支架承载性能研究较为系统,取得了较好的实践效果,初步形成了支架支护技术框架;通过在短柱承载力的基础上引入折减系数来计算支架整体承载力,但折减系数的取值依据不明确;除支架整体试验外,其他试验不能准确反映支架在巷道中的真实受力,后期应重点开展偏压承载试验;现有数值模拟方法不能有效揭示支架的破坏机制,套管接头以及材料间的界面模拟方法需要进一步研究;支架设计理论仍以实际经验为主,尚需考虑围岩、其他支护方式与支架之间的耦合作用机理,完善设计方法.