基于可拓理论的隧道洞口段动力响应规律研究

隧道洞口段存在偏压浅埋、围岩破碎等情况,为探究隧道洞口段在地震作用下的动力响应规律并给出安全性定量评估指标,以雅万高铁6号隧道为依托建立数值模型,分别输入雅万人工合成波、EI波、KB波以及WL波4个地震波,基于可拓理论,建立可拓物元模型,对采用数值模拟方法得出的隧道洞口段在最不利地震波作用下的弯矩、轴力、相对位移、加速度4个安全评估指标结果创建分区,以综合定量指标对雅万高铁6号隧道洞口段进行安全性评估,并提出了抗震设防长度。同时,分析了在不同地震波作用下的雅万高铁6号隧道洞口段的动力响应规律。结果表明:(1)在雅万人工波作用下,隧道各评估点动力响应程度约为其余3种天然波作用下动力响应程度的1.2倍;(2)各地震波计算所得4个评估指标沿纵向方向变化规律基本相同,轴力及弯矩峰值均出现在拱肩拱脚位置,相对位移峰值均发生在洞口处仰拱至拱顶测线,评估指标峰值发生时刻略微滞后于地震波峰值加速度对应时刻;(3)在雅万人工合成波作用下,雅万高铁六号隧道洞口段抗震设防长度为45~55 m,为隧道洞径的3.5~4倍。研究成果可为通过综合定量指标对隧道洞口段进行抗震安全性评估提供参考。

循环进尺对隧道洞口段施工动态稳定性影响研究

研究施工过程中隧道-围岩相互作用和破坏机理对维持结构稳定至关重要,采用有限元软件建立了福建省福州市罗汉山隧道计算模型,讨论了施工过程中围岩和结构位移及塑性区发展,基于强度折减法分析了考虑前切面和不同循环进尺下隧道模型的安全系数变化规律。通过分析可知,隧道洞口段围岩和边坡中塑性区贯通发育是其破坏的主要原因,塑性区贯通后边坡进入失稳状态,进而将荷载和变形传递给隧道结构;通过强度折减法获得了不同循环进尺下的安全系数,循环进尺越小隧道洞口段的边坡稳定性越高。研究成果可为隧道洞口段施工稳定性的估计和失稳预测提供理论依据。

强降雨影响下小净距隧道洞口段失稳机理及控制技术研究

强降雨易诱发小净距隧道洞口段出现严重施工灾害。以某高速公路隧道为工程依托,基于现场调查与数值模拟手段,对小净距隧道洞口段围岩失稳特征与影响因素进行分析,提出小净距隧道洞口变形控制技术,并经现场测试验证了其可靠性。研究结果表明:洞口段围岩浅埋松散以及隧道左、右洞开挖错距过短和强降雨是该工程小净距隧道围岩变形过大与塌方的主要诱因;先行洞围岩变形随先行洞与后行洞开挖错距的减小而急剧增大;相较于上下台阶法,七步开挖留核心土法通过减跨作用并及时施作支护措施,在控制围岩变形方面具有显著优势,围岩在浸水劣化后变形大幅度增加,即使增大开挖错距与改变施工工法也无法有效控制其变形;通过回填封闭地表塌陷、增大左、右两洞的开挖错距、采用七步开挖留核心土法施工、缩短开挖进尺、增大支护强度等一系列变形控制技术措施,隧道围岩变形得到了有效控制。

城市轨道交通地下区间照明参数化设计方案探讨

讨论城市轨道交通地下区间照明的参数化设计方案,提出通过将地下区间照明的输入资料、设计方案进行参数化。提出城轨地下区间照明的输入资料参数化的思路,讨论区间设备间距的计算方法,分析设计方案的具体参数化计算方法、计算步骤以及能够输出的结果,并研究在输入条件发生不同变化时的快速修改方法。参数化的区间照明设计能够结合输入资料、设计原则快速输出设计成果,实现设计结果的快速校验、统计和修改工作。

基于改进AHP-突变理论的陡倾边坡下隧道洞口段施工风险评价

陡倾边坡下隧道洞口段施工风险评价是隧道工程灾害防治的关键任务,科学合理地评估隧道施工风险至关重要。文章以济新高速公路项目峡里隧道为例,引入最优传递矩阵来计算影响隧道洞口段施工风险评价指标的权重排序,同时结合突变理论,通过对评估指标值进行无量纲化处理,并根据权重排序进行归一化处理,得到了总体的突变级数值。通过对改进AHP-突变理论综合评估和实地调查结果进行对比,发现结果基本一致,验证了该方法在隧道洞口段施工风险评估中的可靠性。

隧道及进出口抗滑性能空间演变规律特征

为揭示隧道进出口抗滑性能的空间变化规律,现采用摆式仪与路面构造深度仪,通过现场实验的方法,分别采集了水头特长隧道、西浮图特长隧道、韩信岭长隧道、燕家岭中隧道、陈家山短隧的进出口摆值与构造深度。数据分析结果表明,隧道进口的摆值减小值明显大于隧道出口,说明隧道进口的减速行为对路面抗滑性能的影响更大;隧道进口摆值降低的终点为洞外50 m,超车道的摆值明显低于行车道,表明速度对摩擦因数的影响比载重大;隧道出口摆值降低的起点为洞门外30 m。此外,短隧道的路面抗滑性能沿隧道长度方向保持稳定,中隧道与长隧道的路面抗滑性能沿隧道长度方向呈平稳-下降-上升-平稳的变化规律。

隧道洞口浅埋段开挖双侧壁导坑法施工技术

为避免隧道施工后出现拱顶下沉问题,文中以蓬安县绕城北路建设工程项目为例,引进双侧壁导坑法施工技术,对隧道洞口浅埋段工程的规范化施工方案展开设计与研究。通过隧道洞口浅埋段开挖与超前大管棚支护、二次衬砌施工、施工中的溶洞处理与通风排水布置,完成施工方案的设计。对施工成果进行质量验收,得出结论,设计的施工方案在实际应用中,可以有效控制隧道拱顶下沉量,提高隧道洞口浅埋段的施工质量。

隧道洞口段软弱围岩变形特征及机理分析

为了研究隧道洞口段软弱围岩变形特征,以广西乐业至百色高速公路茶园隧道为工程依托,研究洞口软弱围岩变形,通过对围岩变形进行监测和分析,总结了隧道洞口段软弱围岩变形的时间与空间效应,归纳了隧道洞口软弱围岩变形的时间与空间特征,对茶园隧道洞口软弱围岩变形机理进行了分析,结合现场支护结构破坏形态,进一步分析了洞口软弱围岩变形机理。研究结果表明:隧道洞口段软弱围岩开挖引起围岩变形具有明显的时间效应,但其空间效应并不显著;隧道洞口段软弱围岩周边收敛和拱顶下沉呈现出相同的时序特征,但前者数值较后者小,洞口段软弱围岩变形量在2倍洞径埋深处出现峰值。

基于可拓云模型的高速公路隧道入口段行车风险评价研究

研究高速公路隧道入口段行车风险的影响因素,确定其行车风险等级,从而可提高隧道入口段行车的安全性与舒适性。利用文献萃取法,从驾驶员因素、道路条件、交通条件和环境条件中选取18个行车风险因素,建立了高速公路隧道入口过渡段行车风险因素集。基于决策实验室-解释结构模型建立了高速公路隧道入口段行车风险因素识别模型,筛选出高速公路隧道入口过渡段行车风险评价指标,并结合风险评价指标建立了山区高速公路隧道入口过渡段行车风险可拓云评价模型。利用熵值法确定评价指标权重,根据最大关联度原则明确了隧道入口段的行车风险等级,通过与可拓法的对比分析进而验证模型的准确性。通过实例应用分析发现,利用可拓云模型和可拓法计算出隧道X和隧道Y的行车风险等级均为Ⅱ级,而隧道X的特征期望值大于隧道Y的特征期望值,表明隧道X的安全水平高于隧道Y。两个模型计算出的可信度均小于0.01,可信度都较高,结果表明了可拓云模型的有效性和科学性,为探究高速公路隧道入口段行车风险提供了一个新的方向。研究结果不仅有助于高速公路隧道入口段行车安全的提升,同时对研究交通事故的影响因素与形成机理具有借鉴意义。

济南地铁出入口大断面矩形顶管施工技术研究

随着地铁施工的不断深入,大断面矩形顶管逐渐应用于车站出入口过街通道施工过程中。受施工环境、地面管线等影响,做好洞门止水设置和减少地面沉降始终是顶管施工的重要研究方向。以济南轨道交通4号线彭家庄站C出入口大断面矩形顶管施工为例,通过采取增加双橡胶帘布止水装置、设置环向土工布、持续进行洞内注浆等方式有效加强了洞门密封效果、减少了地面沉降,取得了良好的工程效果,具有经验推广意义。

城市隧道洞口段施工风险源分析与控制措施研究——以温岭市五洋路隧道工程为例

隧道工程对城市基础设施建设和城市道路体系的构建起着重要作用,隧道工程洞口段施工风险源控制是保障此工程安全顺利实施的关键。文章以温岭市五洋路隧道工程为例,首先对隧道洞口段施工风险源的产生原因进行分析,然后根据工程的地质条件和施工作业方式的现实需求,对隧道洞口段施工过程中存在的风险源进行识别。最后在确定风险源的基础上,提出隧道工程洞口段施工的风险源控制措施。

强震区隧道软弱围岩洞口段注浆加固抗震效果分析

为提高强震区隧道软弱围岩洞口段的抗震安全性,依托葫芦丝隧道洞口段工程,利用有限差分数值计算软件对围岩采用全环接触注浆和全环间隔注浆抗震措施的抗震效果进行研究。研究结果表明:采用两种抗震措施,都有效提高了抗震效果;围岩采用全环接触注浆措施后,结构横向、纵向和竖向位移分别减小了10.98%、63.89%,、36.10%,边墙收敛值下降了19.12%,轴力及弯矩平均减小了34.91%、56.86%,最小安全系数平均提高了44.73%;围岩采用全环间隔注浆措施后,结构横向、纵向和竖向位移分别减小了4.88%、30.56%、21.71%,边墙收敛值下降了10.76%,轴力及弯矩平均减小了11.79%、32.14%,最小安全系数平均提高了28.01%;围岩采用全环接触注浆抗震措施的抗震效果更优。研究结果可为类似隧道洞口段抗震设防设计提供参考。

某水工隧洞洞口段围岩稳定性监测实践

以某水工隧道洞口段工程为依托,在分析工程特点和周边环境的基础上,确定以地表沉降、净空收敛、拱顶下沉和锚杆轴力为监控量测项目的监测方案,并结合监测数据对隧道洞口段的围岩稳定性进行研究分析。结果表明:净空收敛、拱顶下沉的变形趋势接近一致,在下台阶及底基层的开挖过程中整体变化量为70%~90%;洞身开挖对地表沉降影响范围是洞径的5倍。监控量测方案能准确反映隧道洞口段施工过程中的围岩稳定状态,可以满足施工安全的需要,对类似围岩稳定监控具有一定的参考价值。

高速公路隧道进出口视觉适应实验

高速公路隧道进出口亮度的急剧变化,直接影响驾驶行为,甚至导致交通事故.利用照度仪、加速度采集仪、EMR-8B眼动仪等设备,通过对隧道进出口驾驶员的瞳孔变化等进行大量行车实验和分析证明,隧道内距进出口50 m范围,驾驶员瞳孔面积与隧道进出口照度成幂函数关系,驾驶员瞳孔面积变化速度可作为隧道进出口的行车安全评价指标.统计分析表明,基于行车安全的驾驶员瞳孔面积变化临界速度在-6 mm2s-1到4 mm2s-1之间,研究还得出了基于视觉适应的隧道进出口照明公式.

公路隧道照明优化设计与计算方法研究

JTG/T D70/2-01—2014《公路隧道照明设计细则》列表数据有限,无法满足公路隧道照明按需控制连续参数取值需求,为解决上述问题,采用MATLAB曲线拟合工具,拟合了隧道入口段折减系数、中间段亮度和照明停车视距计算公式,最大拟合误差分别为-1.43%、-1.7%和8.48%。仿真分析了不同设计时速下隧道车流量、洞外亮度和隧道坡度变化对隧道照明功率变化的影响,提出了隧道照明节能优化措施。结果表明,设计车速超过60 km/h后,车流量和洞外亮度变化引起的照明功率变化开始快速增加。公式化的隧道照明设计方法可为不同工况的隧道照明功率优化计算提供设计参考。

高速公路隧道群交通事故区段划分

为了进一步加深高速公路隧道群的运营安全设计,需要对隧道群进行区段划分。基于隧道群区别于普通单隧道的特点,提出了基于隧道照明特性对驾驶员视觉的影响以及隧道群在防灾方面的特殊性质,对高速公路隧道群进行了"三区段"划分。隧道群交通事故的区段划分,基于隧道照明特点,研究了隧道群对在其中行驶的驾驶员的心理和生理上的影响,提出了基于驾驶员视觉特性"三过程"的极限距离;另结合隧道群防灾特点,提出了基于防灾特征的隧道群极限距离。根据以上研究,考虑到隧道照明特点,根据驾驶员在隧道群行驶的光线明、暗适应过程的视觉特性,提出了高速公路隧道群交通事故划分的三区段准则,给出了建议值,并将该区段划分应用于工程实际,可为类似工程提供参考。

高隧道比路段隧道出入口驾驶员视觉负荷研究

为分析高隧道比路段驾驶员视觉特性变化规律与行车安全关系,本文首先分析了隧道出入口段驾驶员的瞳孔面积变化规律,并提出"负荷重复累积效应"概念表达频繁进出隧道过程中驾驶员视觉变化现象.采用瞳孔面积最大瞬态速度Vω(t)作为评价指标描述驾驶员在隧道出入口的视觉负荷变化规律,以瞳孔面积最大瞬态速度值MTPA及换算视觉震荡持续时间作为评判视觉负荷大小的依据.建立了隧道出入口驾驶员视觉舒适度评价体系,然后依据此评价指标体系确定隧道出入口的驾驶员视觉负荷程度,最终判断隧道出入口对行车安全的影响程度.研究结果表明,本文的研究方法是可行的,可以很好地应用于高隧道比路段驾驶员视觉负荷评价研究中,可为隧道出入口安全保障提供一定的参考.

铁路隧道斜井式紧急出口的入口段结构参数确定

针对特长单洞双线铁路隧道内发生列车火灾的情况,采用buildingEXODUS人员疏散模型模拟人员疏散过程,分析不同斜井式紧急出口入口段结构设计参数下的人员必需安全疏散时间和人员聚集时间,以此确定经济、合理的入口段结构参数;采用火灾动力学模型模拟火源燃烧过程,得到人员可用安全疏散时间,并与人员必需安全疏散时间比较,以确定该入口段结构参数下人员疏散的安全性。结果表明:为确保所有人员的安全疏散,入口段防护门宽度应不小于3m;入口段地面面积应不小于280m2;在入口段地面宽度确定后,入口段地面最大坡度应按照一定的关系式取值;在入口段最优结构参数条件下,在距离紧急出口150m范围内,仍有13.6%的人员处于危险环境中,因此,还需要在紧急出口处设置风机等防灾设备。

公路隧道入口照明状态对交通安全的影响

为明确公路隧道入口照明状态对交通安全的影响机理,建立隧道入口照明与交通安全的定量关系,以亮度指标为基础构建了隧道入口亮度过渡技术指标,以隧道入口前200 m处与隧道过渡段起点的断面速度差为交通流表征指标,用来间接反映交通安全状态.基于国内10个公路隧道的实测数据,建立了入口亮度过渡技术指标与断面速度差的关系模型.以断面车速差为依据,将隧道入口照明状态对交通安全的影响划分为三个等级,并确定了各等级所对应的亮度过渡技术指标阈值.结果表明:隧道入口照明状态与交通安全紧密相关,所构建的模型可以很好地评价隧道照明状态对交通安全的影响,成功地建立了公路隧道照明检测数据与交通安全的关系,可为公路隧道照明的养护和管理提供科学依据.

大断面浅埋公路隧道进口段施工风险评估及控制

为有效识别大断面浅埋公路隧道进口段施工过程中的风险因素,规避和控制易发生的安全风险事件,以某高速公路隧道进口段为研究对象,对进口段施工进行了风险评估.依据隧道进口段地质条件、施工工法及设计图纸,通过专家调查法对隧道进口段施工进行了风险辨识.采用层次分析法对识别出的风险源进行了风险因素重要性排序.在此基础上给出了大断面浅埋公路隧道进口段施工的风险控制措施.研究结果表明:大断面浅埋公路隧道进口段施工风险因素为洞口段埋深、断面大小、围岩条件、支护参数、施工工法、降雨及地下水;在各风险因素中围岩条件对施工风险的影响最大,其次为施工工法.