振动场与渗流场耦合作用下隧道围岩响应试验研究

为探究地震灾害下水下公路隧道渗漏演变过程,开展了隧道拱顶渗漏振动台模型试验,对不同地震波类型、峰值加速度和隧道埋深比下砂质围岩漏水漏砂现象及规律进行研究。结果表明:峰值加速度相同、输入地震波不同时土拱形成所需时间不同,漏砂程度不同,但孔隙水压力变化趋势类似;峰值加速度越大,土拱形成所需时间越长,孔隙水压力达到稳定状态所需时间越久;随着拱顶漏砂减弱,围岩内部出现空洞;地震波类型对空洞中心的深度和空洞大小影响显著,地震波峰值加速度越大,空洞越小,但空洞中心的深度几乎没变;地震波类型及峰值加速度对空洞的数量和空洞中心的水平位置基本无影响;隧道埋深比对孔隙水压力影响显著,隧道埋深比越大,漏砂开始减弱的时间越早,越容易在隧道拱顶上方形成多个空洞。

地铁盾构隧道双线施工对地表沉降影响的预测及分析

结合广州地铁12号线双线隧道工程,采用ABAQUS数值模拟方法,分析不同注浆层厚度、埋深比和隧道间距等因素对工程地质条件的影响,并提出相应施工控制措施。研究发现:注浆层厚度与地面沉降量成反比,0.3m为最佳注浆层厚度。地面侧向沉降量随埋深比的增大呈先增大后减小趋势,这与土的拱形作用有关。当2条并联巷道间距越大,左右巷道地面沉降越大;间距越小时,其相互作用越强,在共同受扰的范围内,沉降变形越大,沉降沟呈倒V形。当2条隧道间隔足够大时,2条隧道间的相互干涉作用被削弱,地面沉降变形被视为2条独立隧道沉降变形叠加,形成W形沉降沟。

浅埋大跨偏压隧道的破坏模式分析

为研究浅埋大跨偏压隧道破坏模式,利用有限元强度折减法对三心圆曲墙式断面隧道和马蹄形断面隧道在不同埋深、坡比工况下的塑性应变和安全系数进行研究,得到隧道的破坏模式及发展规律:无偏压条件下,随着埋深增加,三心圆曲墙式断面隧道最大塑性应变由拱肩向下转移到边墙附近,而对于马蹄形断面隧道,当埋深较浅时,在拱肩和边墙出现破裂面,随着埋深的增加拱肩的破裂面逐渐向边墙脚转移;当存在偏压时,三心圆曲墙式断面隧道浅埋侧先破坏,随着埋深的增加,最大塑性应变由浅埋侧拱肩移到浅埋侧边墙位置,对于马蹄形隧道,破裂面从浅埋侧拱肩和深埋侧边墙转移到墙角;在同一埋深条件下,三心曲墙式断面隧道安全系数高于马蹄形隧道安全系数。