云南高烈度山区公路隧道监测规律分析与数值模拟研究

监控量测作为"新奥法"隧道施工的三要素之一,在隧道的建设施工过程中具有重要的意义。然而在很多施工过程中,监控量测还停留在纸面上,远远没有达到其应有的效果,在指导施工、保证施工安全方面的作用十分有限。因此,研究隧道工程施工监控量测具有重要的实际意义和研究价值。文章以云南省某在建山区公路隧道为背景,对现场监测数据进行整理分析,总结高烈度区域复杂地质条件下山区公路隧道围岩变形与衬砌受力的规律。通过有限元软件对某监测断面进行数值模拟,与监测结果中拱顶沉降、水平收敛进行对比验证,证明了两项工作的可靠性。将监测所得到的信息与规律指导后续的工程施工,可实现"动态设计、动态施工"的目的。

基于软弱围岩山区隧道监测分析的新工法应用展望

软弱围岩条件下山区隧道的修建已成为广泛关注的课题,传统的隧道施工方法已难以完全满足特殊条件下隧道的建设。基于这一现状,文章总结了岩土控制变形分析工法的要点,依托云南省功东高速公路某隧道工程,通过对现场监测数据的分析,研究了某台阶法软弱围岩公路隧道开挖过程中的受力及变形规律,发现软弱围岩隧道在开挖并进行初期支护后有一段较长的变形期,此时期内需要针对变形及受力特点做好监测,直到监测数据稳定后方可减小监测频率。在此基础上,还对比了现有施工方法与岩土控制变形分析工法的优劣,说明岩土控制变形分析工法的适用性,为山区软弱围岩隧道安全施工提供建议和新工法推广基础。

不同减隔震支座对跨断层桥梁地震响应的影响

为研究不同减隔震支座对跨断层桥梁横向地震响应的影响,以三跨简支梁桥为工程背景,用SAP2000建立有限元模型,并采用非一致多点激励输入的方式进行非线性时程分析。结果表明:在盆式支座、铅芯橡胶支座和摩擦摆式支座3种体系下,相较于盆式支座,后两种减隔震支座的引入可减小断层错动带来的结构约束扭转效应,降低下部结构响应水平,使桥墩保持弹性,并使响应分布均匀化,但通常会伴随主梁梁端位移和支座位移的增大。此外,还对比了不同体系下结构响应中拟静力分量和动力分量的贡献比例,研究表明:其贡献比例与结构的响应类型和响应位置有关。

基于数值仿真计算的近接隧道爆破震动传播规律研究

文章以云南某高速公路隧道为背景工程,采用数值方法研究了近距离交叉隧道钻爆法施工对即有隧道振速的影响。通过开挖隧道与既有隧道不同位置、不同隧道衬砌结构强度对既有隧道振速的数值计算,结果表明:两隧道平行布置时,爆破开挖产生的振动对既有隧道衬砌迎爆面的边墙影响最大;两隧道垂直交叉,开挖隧道从接近到远离既有隧道过程中,开挖隧道三向振速逐渐减小,既有隧道交叉点处,竖向振速最大,轴向振速最小,基本为零;既有隧道的存在,使开挖隧道内的振动速度明显增大;既有隧道衬砌结构强度对爆破振动速度影响不大。

基于能量的多模态推覆分析方法在桥梁高墩抗震分析中的应用

对基于能量的多模态推覆分析方法(Energy-based Modal Pushover Analysis,EMPA)估计高墩地震响应的有效性进行了研究。以一座典型高墩桥梁为例,采用EMPA方法计算了高墩的地震响应,并与非线性时程结果相比较。结果表明:采用EMPA方法计算高墩墩身的位移峰值及剪力峰值时,与非线性时程结果相比误差在30%以内,具有较好的精度;而计算截面曲率时最大误差达到了50%。结果还表明:对桥墩位移进行估计时采用一阶推覆结果即可获得较好的精度;对截面曲率及墩身剪力估计时则应采用更多阶数的响应结果进行组合以获得正确的结果。针对一阶振型参与质量系数较大的桥墩(30 m、60 m),对截面曲率及墩身剪力的估计可采用前两阶的结果进行组合,而对一阶振型参与质量系数较小的高墩(90 m),应采用前三阶的结果进行组合。

波纹钢在明洞中的应用及有限元分析

波纹钢是一种性能优越、适应性强、在各类工程中应用越来越广泛的材料。为了探索波纹钢在明洞中的适用性,文章采用数值模拟方法,结合云南省某泥石流多发地段的一处明洞工程,阐述了波纹钢在我国公路工程中的应用情况。采用等效换算截面的方法,分别针对其在正常荷载条件下和泥石流荷载条件下的两种工况,建立了二维有限元计算模型,模拟其荷载和约束条件,并基于计算结果,分析了波纹钢结构的变形与内力特征。分析表明,波纹钢板在正常荷载和泥石流荷载条件下,均能够满足明洞支护结构变形与受力的要求,在明洞快速施工中应用波纹钢复合支护结构是可行的。

弹性-滑动减震体系地震残余位移影响因素研究

为确定弹性-滑动减震体系(RSI)的地震残余位移的影响因素,以一连续梁桥为工程背景,进行参数分析。采用SAP2000建立了不同支座参数的模型,对比分析残余位移等结果。在不同地震动强度下,对不同摩擦系数和不同叠层橡胶支座刚度体系的残余位移与最大位移进行了考察。结果表明,摩擦系数的减小和叠层橡胶支座刚度的增大,能增强体系的恢复能力。适当地减小摩擦系数和增大橡胶支座刚度能有效地减小体系的残余位移。此外,当最大静态残余位移和最大位移之比小于2时,体系具有良好的恢复能力。

道路施工中软土路基处理技术探讨

随着经济的发展和国家对基础设施建设相关政策的陆续出台,道路施工建设的重要性更加凸显,软土路基施工是道路建设的关键,路基施工技术的选择的恰当与否直接关系到路面质量和交通安全,本文通过对软土路基处理技术的分析,提出了优化建议,仅供参考。

弹塑性混凝土挡块对梁式桥横桥向抗震性能影响分析

通过对云南功东高速某桥梁进行反应谱地震响应分析和加速度时程地震分析,研究混凝土挡块非线性约束作用对梁式桥横桥向抗震性能的影响。作为对比,还进行了混凝土挡块对梁式桥横向完全约束和无约束工况的数值分析。分析中考虑了梁式桥在E1地震(50年超越概率10%)和E2地震(50年超越概率2.5%)两种设防水准地震输入下的地震响应。研究结果表明:混凝土挡块的横向约束对于提高桥墩的受力性能效果显著;弹塑性混凝土挡块可以有效约束桥墩横桥向的变形与受力,在实际工程中具有较好的应用前景。

X形钢挡块横向约束程度对公路桥梁抗震性能的影响

为了探究X形钢挡块横向约束程度对公路桥梁抗震性能的影响,对某实际大跨连续公路桥梁分别在无挡块约束、挡块弹塑性约束以及完全固接约束工况下的结构地震响应进行了弹塑性时程分析。分析结果表明:随着横向挡块约束程度的增加,结构各关键截面内力增加,支座位移减小;合理考虑X形钢垫块的弹塑性约束作用能够使结构横向地震响应分布更加均匀,提升结构整体耗能能力。

隧道二衬渗水病害机理及加固处治技术研究

二衬渗水是隧道工程中常见的地质病害之一,为了研究隧道渗水问题的机理及处治措施,以功东高速徐家地隧道为依托。通过现场勘测,发现其存在五处比较典型的渗漏水灾害对可能造成隧道渗漏水的原因进行分析,并针对各种渗水灾害制定相应的解决方法。对渗水灾害处治后,通过对渗水量以及孔隙水压力进行监测,发现处治前后渗水量减小了约85%。处治前孔隙水压力最大为8 kPa左右,处治后孔隙水压力持续下降,至监测结束已下降至2.7 kPa左右。说明所采用的处治措施对隧道渗水问题有很好的处治效果,最终消除了隧道病害,保证隧道正常投入运营。

超高性能混凝土及其在交通工程中的应用

作为性能较为优异的特种工程材料,近年来超高性能混凝土广泛应用于我国交通工程领域,桥梁工程便属于其中代表。基于此,文章简单介绍超高性能混凝土及其在交通工程中的基本应用,并结合实例深入探讨超高性能混凝土的具体应用,希望研究内容能够为相关业内人士带来一定启发。

土层BFRP锚杆现场拉拔试验研究

新型BFRP锚杆作为一种抗拉强度高、质量轻、耐腐蚀性强、抗震性与疲劳性俱佳的玄武岩纤维锚杆,现已走入土木工程的支护结构,有逐渐替换传统钢性锚杆的趋势。但其第一、二界面的力学传递性能研究还不够完善,针对这一问题,本文将从不同直径、不同成孔方式、是否带扩大头三方面展开研究,得出以下结论:(1)直径越大极限拉拔力越大。当锚杆较细时放置过程中容易出现偏心情况,且锚固体完整程度越差;(2)相同直径下不带扩大头,极限拉拔力挤风1#>取3#>挤1#,但是三种者差距很小,说明在考虑第一界面破坏的情况下成孔方式对BFRP锚杆极限拉拔力对基本没有影响;(3)对比挤密成孔和风钻成孔,第一界面强度带扩大头的锚杆要高于不带扩大头11~16%左右,风钻成孔下的第一界面强度无论锚杆是否带扩大头均大于挤密成孔;(4)挤密成孔条件下,由于锚固长度只有1m,且孔壁较光滑,第一界面的强度是第二界面强度的2.5~3倍,建议工程中适当加大锚固长度,采用高压注浆来增大第二界面的强度;(5)根据锚固体上的裂缝分布和破坏情况,从上至下依次将其分为拔出裂缝、应力集中裂缝和低强度裂缝。

土石混合体抗剪强度原位水平推剪试验研究

水平挤出法推剪试验是一种在现场进行的原位剪切试验,它比大面积直剪试验更能沿着土的软弱面方向发展,是测定土石混合体强度的一种有效方法。通过对云南省功东高速公路沿线K39~K41工点高边坡地区典型土石混合体试样的现场原位水平推剪试验,采用平均滑动面作为计算滑动面计算得到了该区域土石混合体抗剪指标,有效避免了将土样带回实验室测试对土体造成扰动产生的数据误差。同时,对试样剪切破坏后的破坏面上取样进行了碎石土颗粒粒径分析,分析了土石混合体的尺寸效应对抗剪强度指标的影响,揭示了土石混合体在原位受剪情形下的变形破坏规律。试验表明含石量的不同是影响土石混合体抗剪强度指标的重要因素,含石量较高的土石混合体在水平剪应力达到峰值发生破坏后整体结构尚未丧失,承载力没有明显降低。本次试验为沿线高边坡的稳定性评价提供了有效的参考价值。

强震作用下预制结构桥梁抗震性能研究

本文以功东高速公路某桥为研究对象,基于Midas有限元分析软件建立动力分析模型,分析结构的动力特性,同时,采用反应谱和非线性时程分析方法研究桥墩及桩基在E1、E2地震作用下的地震响应,为同类桥梁的抗震性能分析提供参考。

隧道二衬砌钢筋保护层优化研究

随着经济的发展,交通基础设施建设也进入了快速发展阶段,在山岭地区复杂地形修建公路的情况也越来越多,对隧道质量的要求也越来越严格。其中二衬作为隧道的重要组成部分,对隧道的整体稳定性起着很大的作用。二衬钢筋保护层厚度会影响到二衬的耐久性及稳定性。以军马场隧道与大把关隧道为背景,其初始二衬钢筋保护层合格率仅有75%,针对二次衬砌钢筋保护层合格率偏低的问题,施工人员采用因果图法对可能影响质量的因素进行分析,确认了造成这些的主要原因有施工人员质量意识差;混凝土坍落度大;钢筋定位不准、测量不到位。通过制定一系列的优化措施使得二衬钢筋保护层合格率得到有效提升,可为类似工程提供一定的工程借鉴。

BFRP锚索框架加固强风化玄武岩高边坡动力响应规律研究

锚索框架结构广泛应用于边坡支护工程中,新型高强度材料BFRP用作锚索的实际应用还较少,在组成的锚索框架对高边坡进行加固时,其在地震作用下的动力响应问题仍未定论。本文利用有限差分软件FLAC3D,以功东高速响水河某强风化玄武岩高边坡为研究对象,建立数值模型,充分考虑阻尼、边界和输入波等重要因素,对比地震作用下BFRP锚索框架设立与否不同工况下边坡动力响应变化规律。结果表明:①边坡经过锚索框架梁加固后,位移降低55.3%,呈现出"水平分层"式的向下坡方向逐渐收敛的稳定趋势,且在地震中会随着地震波做往复运动,有较强的整体性。②支护与否对坡体较深的纵断面测点加速度规律作用明显,而对靠近坡面测点的影响不明显,所以在锚固边坡有构筑物时,应尽量远离坡面坡肩。③在地震作用下,坡顶锚索轴力峰值增加最大,且锚固段轴力增加率远大于自由段,会超过二级坡锚索轴力峰值。在高烈度地区设计施工时,将上部锚索标准降低,在强震时有可能发生锚索失效。

高烈度地震区常规桥梁横桥向抗震分析

以功山至东川高速公路项目中某桥为例,结合抗震设计方案建立了桥梁动力模型,依据JTG/TB02-01-2008(公路桥梁抗震设计细则》,分析了该桥的动力特性,对该桥在E1、E2地震作用下的横桥向地震反应进行了分析。通过验算,结果表明,该桥横桥向抗震性能能够满足规范要求。

隧道-滑坡平行体系轴向变形演化试验研究

研究必要性:随着我国国民经济的快速发展,许多工程尤其是隧道工程建设过程中不可避免的会遇到滑坡问题。当滑坡主滑方向与隧道轴向交角在0°~20°,则称为隧道-滑坡平行体系,一旦产生工程滑坡,对隧道结构破坏带来不堪设想的后果。目前对隧道穿越滑坡方面的理论计算还不足,本文通过隧道-滑坡平行体系模型试验,结合隧道轴向相关计算理论,研究了坡体位移及隧道轴向变形及应力分布特征。研究结果:(1)无支档结构下,单滑面隧道—滑坡平行体系上部加载坡体变形,滑体经历了蠕滑变形阶段、挤压阶段、剧滑阶段及滑后稳定阶段等四个阶段的变化。(2)沿轴向同时刻各位置的应力不同,轴向应力呈非线性分布,滑带附近轴向应力大,从滑带向滑面处轴向延伸,呈递减的趋势,且在洞口段存在拉压变形的过渡段。

山地城市暗挖隧道近距离下穿桥梁施工技术分析

在城市交通建设工作推进过程中,科学应用近距离下穿桥梁施工技术,可以提高山地城市暗挖隧道工程的建设水平,改善山地城市的城市交通环境。基于此,以某山地城市暗挖隧道工程为例,介绍了该案例工程的工程概况,并从技术原理、技术要点这两个层面,对山地城市暗挖隧道近距离下穿桥梁施工技术展开了深入分析,探讨了山地城市环境下的隧道桥梁施工,希望能够为我国山地城市交通设施建设事业提供帮助。