地铁隧道岩土体取热蓄冷系统的效果及参数分析

地铁运行后,由于隧道封闭性导致列车产生的热量无法及时散发或排出,使隧道周围岩土体温度不断上升、隧道内热环境不断恶化。为解决地铁隧道内热堆积问题,将岩土体取热蓄冷系统应用在地铁隧道内。在混凝土管片中布置热交换管,通过管内低温水流动降低混凝土管片和岩土体温度,从而为地铁隧道营造较舒适的热环境。采用流-热耦合数值模拟计算方法,评价系统运行效果,并计算水流速和系统运行模式对岩土体温度的影响。结果表明,该系统有效解决隧道内热堆积问题,可长期有效运行。

同步同心旋喷式复合斜撑桩周边底板开裂原因初步分析及预防措施

结合宁波滨海软土地区典型同步同心旋喷式复合斜桩支撑项目的各种底板裂缝情况,分析了复合斜撑桩周边底板出现裂缝的初步原因,并提出了多种预防措施,上述措施在后续项目实践中取得了良好效果,可供今后同类项目设计及施工借鉴。

高地应力软岩隧道预留变形量设计方法

在弹塑性岩体中开挖隧道,若围岩无明显的流变性,支护施作太早将承受非常大的荷载,但支护结构并非越晚施作越好。如果支护结构刚度和强度设计不足,即使预留了变形空间,隧道仍可能因支护反力不足而发生大变形破坏。为确定合理的支护刚度和支护时机,基于GZZ强度准则采用大应变分析理论,考虑隧道扩挖影响,修正高地应力软岩隧道的围岩特征曲线。修正后的特征曲线与原始曲线有共同的起点,但随着变形增大逐渐偏离原始曲线;增大开挖半径会使特征曲线更高,这意味着支护结构需要提供更大的反力。因此,在工程设计时需要根据修正后的围岩特征曲线进行支护结构设计,避免因为支护刚度不足而发生大变形破坏。其次,基于初始地应力、围岩强度等参数对修正围岩特征曲线形态的影响,提出高地应力软岩隧道围岩最佳预留变形量的设计方法。当地应力较低时,特征曲线有明显的“最低点”,该点对应的支护反力最小,为最佳支护时机;在高地应力条件下,即使变形很大,围岩特征曲线也仍然未达到最低点,这是因为形变压力占主导,松散压力远小于形变压力。因此,在高地应力条件下,采用应力释放措施是有必要的,可通过特征曲线的曲率寻找最佳预留变形量。

考虑井周水泥土渗透系数变化的竖井地基固结研究

水泥土渗透特性对滨海软土地区植入式排水桩排水固结效果影响显著.本文首先开展水泥土抽排水固结试验,研究水泥土渗透系数随时间变化的性质;然后假定水泥土为竖井地基涂抹区,建立涂抹区渗透系数随时间呈指数衰减的固结方程,得到真空负压下竖井固结解析解.在此基础上,分析水泥土固化影响因子θ、涂抹区径长r_(s)和涂抹区的初始渗透系数k_(s0)对软土地基固结性状的影响.结果表明:水泥土固化作用对固结速率影响显著,水泥土的渗透性对桩周土体的固结效果起着控制作用;随着θ变大,桩侧土体固结效果逐渐减弱;r_(s)越小,k_(s0)越大,桩周土体固结速率越快.

考虑季节影响的地铁区间隧道围岩动态热交换研究

为深化对地铁隧道热环境与围岩之间关系的认识,通过理论计算得到各季节围岩换热量作为间歇性热源边界对围岩进行加热,以模拟围岩和隧道热环境的动态变化,将其作为数值模型的热边界条件,建立三维地铁隧道围岩温度场模型,并与实测数据进行了对比。结果表明,模拟结果与实测数据吻合较好,验证了该模型的可靠性。利用该模型对比分析了换热器对地铁区间隧道围岩长期温度场演化规律的影响。换热器在夏季能有效减小围岩温度的变化幅度,提高围岩的蓄热能力;在冬季能使围岩储存更多冷量,并可部分抵消区间隧道在下一年产生的热量,从而改善围岩的蓄冷能力。