硫酸盐-冻融共同作用下隧道衬砌支护喷射混凝土劣化性能研究

为研究地铁隧道衬砌支护结构在恶劣环境下的劣化问题,以西部地区地铁隧道服役过程中典型的气候条件和腐蚀环境为背景,研究冻融和盐溶液侵蚀情况下隧道衬砌支护结构的耐久性能。依据兰州秋冬环境温度和地下水中硫酸盐的离子质量浓度设计室内硫酸盐-冻融侵蚀试验,研究不同掺量的粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土在不同冻融循环次数作用下的质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数的影响,并根据试验结果建立考虑粉煤灰掺量和玄武岩纤维掺量的抗压强度衰减模型。结果表明:(1)粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土性能提升的最优掺量分别为20%和0.1%。(2)混凝土的质量损失率随冻融循环先增大后降低,到后期又持续增大;随着粉煤灰和玄武岩纤维掺量的增大,衬砌支护喷射混凝土的质量损失率降低,当粉煤灰和玄武岩掺量分别达到30%和0.15%时,对质量损失率的降低出现负效应。(3)喷射混凝土的相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数随着冻融循环次数的增大在初期损失较小,之后迅速增大。

岩质隧洞支护结构设计计算方法探索

依靠模型试验与力学计算,分析了隧洞破坏机制与型式,提出将基于有限元强度折减法求出的围岩安全系数作为稳定分析判据。现有各种围岩分类中都有一些标志围岩稳定性的标志性说明,在前人基础上,提出了各级岩体的稳定性标志,尤其提出了一种新的定量标志,即将隧洞在无衬砌情况下的围岩安全系数作为隧洞稳定性定量标志。由此,在给出的相应稳定安全系数基础上反算出各级岩体的强度参数,以提高强度参数的准确性。提出了岩质隧洞的设计计算方法,采用有限元强度折减法计算围岩安全系数,采用有限元法计算衬砌安全系数,并对青岛市某地下工程进行数值模拟,分别计算了围岩和衬砌的安全系数。初步建议岩体隧洞的设计标准:初期支护后,围岩安全系数不小于1.15～1.2,初衬的安全系数不小于1.3;二次支护后围岩安全系数高于1.25,衬砌的安全系数大于2.0～2.4,以确保隧洞在施工和运行过程中的安全。

小净距公路隧道施工力学效应研究

通过有限元数值模拟，分析了小净距公路隧道中夹岩柱的受力特性、围岩屈服接近度、锚杆轴力、二次衬砌混凝土内力特征等。研究结果表明：净距较小为B／3时，研究区中夹岩柱围岩会受到左右双洞开挖应力场重叠作用的严重影响，受力状态十分不利，屈服区也贯通中夹岩柱，中夹岩柱两侧的隧道支护衬砌结构都应有所加强；当净距为（0．85～1．5）B时，中夹岩柱受力状态受净距的影响已很小。

水工有压隧洞围岩稳定分析及计算

为了分析论证在复杂条件下引水有压隧洞的围岩稳定状况。以吉林省中部城市引松供水工程为例,根据围岩类别、施工方法、衬砌支护结构选取典型断面利用三维弹塑性损伤有限元方法进行分析计算,模拟隧洞围岩施工期开挖和支护及运行期衬砌内外水受力,通过计算,全面分析论证衬砌在内、外水和围岩压力作用下,应力、变形及稳定状况,可为选择施工方案和衬砌配筋提供依据。

雷达技术在公路工程隧道无损检测中的应用研究

阐述地质雷达的性能、探测原理、检测方法和使用条件,研究目标识别技术。提出地质雷达检测混凝土的指标体系,明确定量、半定量和定性指标及适用条件,并根据不同检测阶段和要求将检测项目分为必测和选测。地质雷达法在隧道工程交(竣)工、施工过程和病害处治检测中得到较广泛应用,取得良好效果。

桃湾隧道断层带施工监测分析研究

介绍了桃湾隧道F 1断层带台阶法施工的监控量测工作,总结了拱顶下沉与洞周水平收敛等围岩变形特征,分析了施工过程中支护衬砌结构的受力状况,配合和指导其新奥法施工。