轨道交通单竖井隧道环境的空气湍流折射率结构常数模型及分析

空气湍流的变化影响微波的传输。为了研究轨道交通隧道环境下空气湍流对微波传输的影响,该文结合活塞风的运动特性以及大气折射率结构常数的计算方法,建模隧道环境温度、隧道长度、阻塞比、活塞风速等参数对折射率结构常数的影响,构建轨道交通单竖井隧道环境下的空气湍流折射率结构常数模型;基于实际隧道温度场景,分析了轨道交通隧道环境下折射率结构常数的分布规律,比较了列车经过有单竖井和无单竖井的隧道时,空气湍流折射率结构常数的变化。该模型为研究轨道交通隧道环境中电波折射率结构常数提供理论参考。

顶部竖井隧道自然通风排烟实验的设计与实践

以某顶部竖井自然通风隧道为原型,自主研发了110缩比例隧道模型实验平台,开展多竖井隧道自然通风排烟实验,观察不同顶部竖井设计工况的排烟效果,并测量烟气逆流距离、纵向温度分布、顶棚附近烟气最高温度、烟气纵向扩散速率和烟气的沉降速率,为顶部竖井的优化分析提供数据支持。教学实践表明,采用正交试验法设计实验工况,既减少了实验工作量,又保证了实验结果的有效性,同时帮助学生深刻理解顶部竖井自然通风排烟的基本原理,培养了学生的团队合作和探索创新的能力。

活塞风作用下双竖井隧道内微波折射率结构常数的估算模型

基于Monin-Obukhov相似性原理和Bulk方法,采用Frederickson公式,结合双竖井隧道活塞风的运动特性,建立了不稳定空气环境下双竖井隧道内的大气折射率结构常数估算模型。结合实际项目,对双竖井隧道环境下的微波段的湍流强度进行了仿真计算分析。仿真结果表明:双竖井有良好的通风效果,适当的双竖井间距可有效降低隧道内的活塞作用系数,进而有效降低隧道内湍流强度;竖井间距与活塞风速等因素对于折射率结构常数的作用效果相互关联;与单竖井相比较,双竖井隧道阻塞比对折射率结构常数的影响程度较小。因此,合理设计通风双竖井,有利于隧道内无线电波的传输。

竖井隧道二衬井壁砼及中隔墙砼同步滑模衬砌施工技术

竖井隧道二衬井壁砼及中隔墙砼同步衬砌施工技术是一项新技术,改变了以前竖井隧道中隔墙衬砌施工,先隧道井壁衬砌,后中隔墙衬砌方法,可节约大量时间,增加其功效。

浅谈竖井隧道测量方案优化和贯通误差预计分析

结合竖井盾构隧道工程,竖井独头掘进3km以上隧道平面、高程贯通测量方案选取优化与误差预计分析,贯通误差作出总结同时为竖井控制长达隧道测量贯通精度积累经验。

双竖井铁路隧道活塞风非定常流动理论计算研究

针对既有竖井影响下活塞风理论计算研究的不足,基于连续性方程和伯努利方程建立双竖井铁路隧道活塞风非定常流动理论计算模型;将列车在双竖井铁路隧道中行驶的全过程分为4个阶段,分别推导各阶段隧道内活塞风非定常流动的理论计算式;通过模型试验和数值模拟2种方法,验证理论计算式的可靠性并进行修正。结果表明:随着列车与竖井相对位置的变化,隧道内与竖井内的风流关系呈动态变化,若按固定值计算会引起较大误差,而采用数值模拟方法可实现风流动态关系式的反推,达到修正理论计算式的目的;修正后的理论计算式精度较高,总体误差低于10%,适用列车速度范围为0~360 km·h^(-1);该理论计算式不仅可计算结构类似的铁路或地铁隧道活塞风速,还可推广应用于单竖井或多竖井(3个及以上)隧道。

天山胜利隧道3号竖井施工技术研究

为有效保证隧道竖井的施工质量,以天山胜利隧道工程为例,从锁口圈施工、井身段开挖、一次衬砌模筑施工、马头门施工、联络风道及风机房施工、井身防排水施工、二衬、横隔板施工、施工期间井深治水方案、井身岩爆防治措施、竖井施工监控量测方面,对该隧道竖井施工关键技术进行分析论述,供同类工程参考。

地下停车场隧道竖井开挖及支护施工探讨

文中以解放碑地下停车场改造一期工程为依托,对该项目竖井开挖和支护施工方法进行分析,确保竖井周围土体变形得到有效控制,以保证竖井施工的顺利实施,为类似工程提供参考。

开孔率对竖井型城市隧道阻滞工况自然通风影响的分析

为了分析开孔率对竖井型城市隧道在交通阻滞工况下对自然通风的影响,本文采用无量纲分析和模型试验的方法对其速度场、温度场和污染物浓度场进行了研究。通过对阻滞工况下隧道内空气所受的热压浮升力与重力的无量纲分析,得到了模型试验所需的热压通风相似准则数和温度分布相同所需散热量比例常数。利用所得相似条件搭建了开孔率分别为2.8%、3.7%、4.5%的3组试验模型进行试验。试验结果表明,随着开孔率的增大隧道内最不利通风段的通风效果得到改善,但竖井的建设费用大幅度提高。选择合适的竖井开孔率既能满足阻滞工况下隧道的通风要求,也能避免开孔率盲目增大导致的初投资浪费,对城市隧道建设具有重要意义。

公路隧道竖井-集热棚-烟囱三段式自然通风节能模型及应用

为了降低公路隧道通风费用,实现隧道运营节能,自然风的利用是隧道通风发展的方向。但是由于自然风向随机,并且不能准确确定风量大小,隧道自然风的有效利用率低。为了加强公路隧道竖井自然通风的效果,控制竖井口自然风风向,实现隧道通风节能,设计了一种竖井-集热棚-烟囱的三段式自然风增强模型。利用数值模拟的方法,分析太阳能烟囱不同温度下,太阳能烟囱内部不同位置的温度、压力和风速分布情况,从而确定自然风向。结果表明:在太阳能烟囱的不同温度下,设计的三段式太阳能烟囱的通风量与集热棚-烟囱的温度差线性相关,并且环境温度越高,线性相关性越强。在环境温度低于15℃时,太阳能烟囱的风向保持向上,起到抽吸的作用。根据该模型的设计思想,陕西省雷家坡一号隧道建成了太阳能烟囱自然风通风系统,观测数据表明该通风系统可以补充隧道机械动力通风,为黄土高原及类似地形地区公路隧道的自然风利用提供借鉴意义。

纵向通风与竖井自然排烟下隧道火灾烟气特性实验研究

中国逐渐发展成为世界上隧道和地下工程最多的国家,其长隧道数量和长度跻身世界前列。据统计,火灾中85%的人员死亡是由热烟气造成的,目前隧道中采用较为广泛的排烟系统有纵向排烟系统、集中排烟系统和横向排烟系统,而针对长隧道来说,我国广泛采用的是竖井式纵向通风,因此,研究纵向通风与竖井排烟综合效应下隧道火灾烟气流动特性及温度分布规律具有重要意义。本文建立了1:10缩尺寸竖井隧道模型,主隧道长度16.5 m,宽度1.3 m,高度0.65 m;竖井通过排烟横通道与主隧道连接,排烟横通道设置在主隧道侧面中部,尺寸为1.2 m长、0.6 m宽、0.4 m高;竖井横截面为半径0.6 m的1/4圆,高4.6 m。在竖井隧道模型中开展了一系列油池火实验,选取2种方形燃烧池(20 cm×20 cm、23 cm×23 cm)作为火源,设置2个纵向火源位置(位置A:火源中心线与排烟横通道中心线距离0.375 m;位置B:火源中心线与排烟横通道中心线距离1.375 m),7种纵向通风风速(0,0.18,0.27,0.35,0.44,0.52,0.69 m/s),定量分析不同工况下温度分布及烟气逆流长度。研究结果表明:当无纵向通风时,火焰与隧道地板垂直,且呈轴对称形态;当有纵向通风时,火焰向下游偏移,且纵向通风风速越大,火焰向下游偏移越明显;当纵向通风风速为0 m/s时,由于竖井的存在,火源上、下游两侧烟气温度分布并非对称,火源下游(竖井侧)烟气温度下降速度较快,与单洞隧道烟气温度分布明显不同;随纵向通风风速增加,烟气逆流长度和烟气温度减小,而最大温度偏移距离整体呈增加趋势;当无量纲纵向通风风速v′<0.19时,主隧道最大温升△T_(max)与Q^(2/3)/Hef^(5/3)呈正比,而当无量纲纵向通风风速v′>0.19时,主隧道最大温升△T_(max)与Q/(vb^(1/3)Hef^(5/3))呈正比,但常数系数均小于Li等预测模型中的常数系数;竖井隧道内无量纲纵向烟气温度分布符合Fan和Ji等建立的纵向温度衰减模型,衰减系数k′在1.36~1.63范围内变化,但其值明显大于单洞隧道纵向温度衰减系数k′;另外,当火源位于位置A时,最大烟气温度低于火源位于位置B时的最大烟气温度,无量纲纵向烟气温度衰减速度慢于火源位于位置B时衰减速度。

秦岭公路隧道2号竖井地应力与岩爆分析

秦岭公路隧道2号竖井主要位于混合片麻岩地层中,高地应力和岩爆是该竖井的主要工程技术难题。根据竖井的工程地质资料和邻近工程水压致裂法地应力测试结果,采用三维有限元法对竖井工程区域内的初始应力场进行反演回归分析研究:竖井地应力存在较大的水平地质构造应力,地应力分区分布,水平地应力最高达到28.7MPa,垂直地应力基本受岩体自重控制。在地应力场分析的基础上,利用陶振宇岩爆判据对竖井进行岩爆预测,竖井岩爆为轻微或中等类型;并采用脆性岩体的常偏应力准则,模拟分析竖井岩爆破坏区的深度,岩爆区最大深度为0.6m。通过与竖井开挖后岩爆状况进行比较,结果表明反演得到的竖井地应力和岩爆分析是合理的。

水下隧道附属竖井的横向地震响应研究

受隧道和围岩的约束影响,水下隧道竖井在地震作用下的内力和变形特征与一般井筒式基础存在明显不同。基于黏弹性人工边界条件,采用通用有限元程序ANSYS建立了一种可以同时考虑土水介质与结构动力相互作用的有限元分析模型。通过对软土和岩质地基中竖井结构的横向地震响应进行分析。计算结果表明:不同土质条件下的竖井结构内力和变形规律基本一致,但受影响程度存在较大差异,主要反映在与隧道接头位置。上述结论可为进一步研究水下隧道竖井结构振动理论及竖井结构设计提供参考。

海底盾构隧道-竖井连接部位三维非线性地震反应特性

海底盾构隧道-竖井连接部位在地震作用下易发生损坏。以汕头海湾海底隧道为例,考虑海床土体和混凝土的非线性,利用多点约束与连接单元模拟管环间的螺栓连接,经幅值标定的不同特性的强震记录作为输入基岩地震动,采用动力时程法(纵轴向+横向+竖向震动、纵轴向+竖向震动)与广义反应位移法(纵轴向+横向+竖向震动)对比分析了盾构隧道-竖井连接部位的三维非线性地震反应特性。不同特性的地震动作用下,多点约束与连接单元能有效模拟盾构隧道管环间的变形特性,管环拱顶与外拱肩处的张开量较大;竖井在与竖轴共轭45°方向上的损伤严重、应力集中显著;低频丰富的地震记录激励比高频发育的地震记录激励对该连接部位的影响更大。隧道-竖井接头处的地震变形与应力远大于距离接头较远处隧道管环的地震变形与应力,且横向地震激励的影响不容忽视。两种方法计算的连接部位沿隧道纵向的地震反应特征一致,但广义反应位移法计算的隧道、竖井的地震反应明显大于动力时程法的结果。

隧道超深竖井设计施工技术研究现状及展望

随着我国隧道埋深的不断增加,超深竖井的应用也愈加广泛,对竖井结构的设计和施工提出了新要求。通过对近年来隧道工程中超深竖井设计及施工技术相关文献的调研,阐述超深竖井的研究现状,揭示隧道超深竖井研究的薄弱环节。研究表明,目前隧道超深竖井的研究主要集中在井型设计、井壁压力理论、竖井支护形式和竖井施工方法等方面。在小断面竖井井型方面已有较多研究,但在超大断面竖井断面形式方面尚无相关研究成果;在软土地层中的竖井井壁压力理论方面成果较多,但针对硬质岩层的井壁压力理论研究甚少,个别学者提出的公式尚未得到工程验证,因此,在实际工程中仍难以应用;目前仍采用经验法或适用于浅部竖井的理论公式进行井壁支护结构设计,尚无一套适用于不同环境条件的设计理论;竖井掘进机的研究在我国起步较晚,目前尚无竣工案例。从力学机理及理论计算方法上对隧道超深硬质岩层竖井的井壁压力理论和支护设计理论进行深入研究,并认为新型竖井施工技术及新型施工设备研发是未来的发展方向。

长大隧道竖井污染物排放的影响因素分析

以某长大隧道为工程背景,利用Mobile模型和Gauss模型对隧道竖井污染物的排放进行计算,得到了主要污染物在近地二维平面上的一次扩散浓度。引入稀释空气因子的概念综合评价了污染物的环境影响。通过正交试验设计和显著性分析的方法确定了几个主要影响因素的显著性水平,指出从源头上降低污染物的排放是在治理过程中应着重加强的环节。

全站仪在隧道竖井高程传递中的应用研究

本文先简要介绍了几种传统的隧道竖井高程传递的方法,然后详细介绍了全站仪在隧道竖井高程传递中的应用方法和精度估算,并进行误差来源分析,提出了相应的的应对措施。

两相近隧道竖井爆破振动监测与分析

为保证秦岭天台山隧道两通风竖井的安全,开展竖井爆破振动监测试验,在两竖井内分别布置测点,研究开挖爆破对两竖井井壁结构的振动效应。通过对典型装药段爆破引起的三向振动速度分量分析,得到了大直径竖井全断面爆破引起井壁振动的传播规律与分布特征。结果表明:先行井掏槽爆破由于仅存在一个自由面,引起爆破井内振动最大,临近井迎爆侧振动大于背爆侧,且周边爆破引起的振动最大;掏槽与第一辅助爆破引起临近竖井井壁环向与垂向振动呈现先增大后减小的趋势;竖井爆破近区,受临近先行井空洞的影响,井壁径向与垂向振动较大。研究结果对类似工程具有一定的指导意义和参考价值。

隧道竖井开挖过程FLAC^(3D)的数值模拟

针对厦门市环岛路某隧道竖井开挖过程中可能出现的形变和破坏问题,以该路段地质勘测资料为背景,利用有限差分软件FLAC3D对该隧道竖井开挖过程进行了三维数值模拟分析。分析结果表明,竖井底部出现的底鼓现象,在开挖至27 m时达到开挖过程中最大竖直位移量66.2 mm;竖井侧壁发生水平位移的最大值出现在残积粘土层,达到8.37 mm;开挖过程中塑性区的范围在竖直方向延伸至-29 m,水平方向扩大到-14 m^14 m;建议在开挖过程中要加强对塑性区范围的支护,控制好周边变形。

竖井型市政公路隧道自然通风技术研究进展

文章根据国内外大量文献资料对竖井型公路隧道自然通风技术的理论、实验及数值模拟等方面的研究现状进行了深入分析。基于已取得的竖井型公路隧道自然通风技术研究成果,指出应改善目前国内竖井型隧道自然通风的研究方法,开展对在外界微环境影响下的竖井型隧道自然通风的研究,同时应分析在热压与风压耦合下的竖井型公路隧道气流运动规律,并建立评估体系,以完善竖井型市政公路隧道自然通风领域。