水电工程场外交通螺旋隧道横通道设计参数研究

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作者 王建 陈炜韬 +6 位作者 黄鹏 吴学智 于丽 王雪 刘媛 李俊麒 王松 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第1期186-198,共13页

为明确螺旋隧道横通道设计参数,采用资料调研、理论分析、数值模拟等方法,确定高原螺旋隧道内人员疏散速度计算公式和人员疏散时间预测方法,分析螺旋隧道内不同风速下横通道几何参数对人员疏散速度的影响,给出不同风速下满足人员安全疏... 为明确螺旋隧道横通道设计参数,采用资料调研、理论分析、数值模拟等方法,确定高原螺旋隧道内人员疏散速度计算公式和人员疏散时间预测方法,分析螺旋隧道内不同风速下横通道几何参数对人员疏散速度的影响,给出不同风速下满足人员安全疏散的横通道参数建议。结果表明:1)恐慌心理、火灾烟气、隧道照度、坡度和海拔因素对人员疏散速度有不同程度的影响,考虑多因素影响,建立高原地区大纵坡螺旋隧道人员疏散速度计算方法;2)基于分区疏散的思想,考虑火灾发生在车行横通道洞门口这一最不利情况,建立螺旋隧道非拥堵和拥堵情况下的人员疏散理论计算模型;3)基于性能化分析,考虑水电工程场外交通隧道人员疏散参数特性,明确横通道参数对人员疏散时间的影响,给出不同通风风速下横通道设计参数建议值。 展开更多

关键词 公路隧道 螺旋隧道 横通道设计 水电工程 坡度 曲线半径

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基于钻进参数和岩性的钻爆法隧道围岩智能分级模型 被引量：1

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作者 夏覃永 王明年 +2 位作者 孙鸿强 林鹏 赵思光 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第7期1410-1421,共12页

为进一步提高基于钻进参数的围岩智能分级模型判识准确率,引入围岩岩性作为已知条件,对不同岩性分别建立基于钻进参数的围岩智能分级模型。首先,依托宜兴高铁、郑万高铁隧道工程中凿岩台车采集到的钻进参数,将其根据围岩岩性划分为白云... 为进一步提高基于钻进参数的围岩智能分级模型判识准确率,引入围岩岩性作为已知条件,对不同岩性分别建立基于钻进参数的围岩智能分级模型。首先,依托宜兴高铁、郑万高铁隧道工程中凿岩台车采集到的钻进参数,将其根据围岩岩性划分为白云岩、花岗闪长岩、灰岩、砂岩、页岩5类子数据集;然后,进行数据清洗、特征提取,对各子数据集及原始数据集按照4∶1的比例拆分为训练集和测试集,分别以提取的特征和原始特征均值2类特征集合作为输入;最后,使用机器学习随机森林算法建立5个基于钻进参数和岩性的围岩智能分级模型以及基于钻进参数的围岩智能分级模型,评估每个模型的泛化性能。结果显示:1)以提取特征集合为输入的白云岩、花岗闪长岩、灰岩、砂岩、页岩5种围岩智能分级模型在测试集上的准确率分别为85.48%、92.16%、88.62%、85.00%、89.47%,不考虑岩性的围岩智能分级模型的测试集准确率为84.91%。2)相比不考虑岩性的围岩智能分级模型,基于钻进参数和岩性的围岩智能分级模型测试集准确率提高0.09%~7.25%;相比不进行钻进参数特征提取,围岩智能分级模型准确率提升1.61%~13.82%。由此表明:进行钻进参数特征提取能够有效提升围岩智能分级模型的准确率;相比不考虑岩性的围岩智能分级模型,考虑岩性的围岩智能分级模型稳定性提高,模型的泛化能力提升。 展开更多

关键词 隧道工程 围岩智能分级 随机森林算法 钻进参数 特征提取 岩性

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基于隧道围岩精细化分级的隧道破坏模式自动计算方法

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作者 王明年 袁硕 +2 位作者 钟浩 于丽 王旭 《铁道技术标准(中英文)》 2025年第1期24-30,共7页

原有隧道围岩分级主要依托多种方法对掌子面进行单一分级,通过实验及数值计算可以获取对应围岩破坏模式并给予对应的支护设计,随着围岩精细化分级技术的发展,现场施工能够获取大量单一围岩分部位精细化分级数据以供精细化设计使用,但手... 原有隧道围岩分级主要依托多种方法对掌子面进行单一分级,通过实验及数值计算可以获取对应围岩破坏模式并给予对应的支护设计,随着围岩精细化分级技术的发展,现场施工能够获取大量单一围岩分部位精细化分级数据以供精细化设计使用,但手动计算分析大量不同工况所需的成本过高。本文在围岩三维精细化分级结果的基础上,对隧道围岩横、纵向岩体非均匀性进行分析并实现自动化数值计算模型,可将围岩三维精细化分级结果作为输入,对大量非均匀工况自动完成计算并实现自动化记录。同时,本文对最终计算结果进行可视化分析,其结果显示:围岩非均匀性将导致单一围岩级别掌子面对应多种破坏模式,以及破坏模式随围岩等级增大而发生过渡变化。 展开更多

关键词 隧道 围岩分级 精细化设计 自动化 数值计算

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高地应力软岩隧道超前平行导洞开挖对主洞影响:以玉龙雪山隧道工程为例

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作者 马建华 尤著刚 +5 位作者 王化武 雷飞 胡雯杰 胡自强 杨刚铭 郝艳妲 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第10期4265-4275,共11页

为研究高地应力软岩隧道超前平行导洞开挖对主洞影响,依托玉龙雪山隧道工程,基于现场长期监测数据,结合有限差分程序FLAC3D建立数值分析模型,研究超前平导对主洞围岩应力、围岩位移和塑性区分布的影响,探明主洞与平导间最优间距。研究... 为研究高地应力软岩隧道超前平行导洞开挖对主洞影响,依托玉龙雪山隧道工程,基于现场长期监测数据,结合有限差分程序FLAC3D建立数值分析模型,研究超前平导对主洞围岩应力、围岩位移和塑性区分布的影响,探明主洞与平导间最优间距。研究结果表明:主洞开挖过程中,当掌子面超过监测面3.63倍主洞宽度的距离后,监测面拱顶沉降、上收敛、中收敛和下收敛值占最终变形值的80%以上,围岩变形稳定后上收敛值和中收敛值均大于拱顶沉降;平导超前开挖可有效改善主洞围岩应力环境,主洞与平导间距较大时,围岩应力改善效果不佳,随着二者间距逐渐减小,围岩应力改善效果逐渐增强,但主洞与平导间距过小时,二者开挖产生的塑性区会贯通,综合考虑,确定主洞与导洞最优间距为3.5倍导洞宽度;主洞拱顶沉降值和仰拱隆起值随着主洞与平导间距的减小而增大,左右拱腰水平位移值随着主洞与平导间距的减小先减小后增大。 展开更多

关键词 应力释放 最优间距 超前平行导洞 塑性区 现场监测

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双线隧道地层顺次冻结流热耦合分析

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作者 胥明 陈星 +3 位作者 张慧鹏 夏明 张康健 张志强 《人民长江》 北大核心 2025年第1期164-172,共9页

人工冻结法具有隔水性能好、冻结地层强度高、施工地层适应性强等特点,被广泛运用到富水地层施工中,而地下水流动会对冻结温度场产生重要影响。依托一并行隧道顺序冻结工程,开展了冻结温度场现场监测。同时建立流热耦合数值模型,研究地... 人工冻结法具有隔水性能好、冻结地层强度高、施工地层适应性强等特点,被广泛运用到富水地层施工中,而地下水流动会对冻结温度场产生重要影响。依托一并行隧道顺序冻结工程,开展了冻结温度场现场监测。同时建立流热耦合数值模型,研究地下水渗流速度对近距离并行隧道顺序冻结温度场发展的影响。结果表明:(1)各测温孔监测数据与数值模型模拟结果一致,数值模型具有一定可靠性。(2)处于渗流区上游的冻结管会降低地下水温度,冷量随水流动被携带至下游地层。上游左线冻结壁的形成会降低下游右线地层的地下水流速。(3)单线冻结管圈首先于上侧、下侧和处于下游的右侧形成局部冻结体,局部冻结体逐渐扩展,最后于左侧管圈处实现完全交圈。(4)当地下水渗流速度大于1.0 m/d后,左右两线交圈时间差随渗流速度的增加而增加。(5)在有地下水渗流的地层中进行顺序冻结法施工,应优先进行上游处冻结施工,可有效提高施工效率。 展开更多

关键词 地层冻结 人工冻结法 流热耦合数值模型 冻结温度场 渗流速度 地下水

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基于炮孔钻进参数的隧道掌子面围岩三维精细化分级方法 被引量：3

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作者 王明年 赵思光 +3 位作者 童建军 夏覃永 易文豪 李泽星 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期163-173,共11页

长进尺、大断面开挖条件下,隧道开挖掌子面-未支护段围岩三维稳定性具有更大挑战,围岩三维精细化分级是解决该问题的关键。基于现场收集的大量钻进参数样本,运用极端随机树算法,建立围岩智能分级机器学习模型;在此基础上,利用凿岩台车... 长进尺、大断面开挖条件下,隧道开挖掌子面-未支护段围岩三维稳定性具有更大挑战,围岩三维精细化分级是解决该问题的关键。基于现场收集的大量钻进参数样本,运用极端随机树算法,建立围岩智能分级机器学习模型;在此基础上,利用凿岩台车扫描定位系统及坐标系转换关系确定各炮孔钻进参数对应的三维坐标,并利用克里金空间插值技术构建开挖循环范围内钻进参数三维数据空间;结合隧道工程实际,进一步将钻进参数三维数据空间纵向分段、横向分块(分层、分区),利用围岩智能分级模型实现各尺度三维精细化分级,为制定、调整施工方案提供建议。研究有助于促进基于钻进参数的围岩智能分级的应用,提升施工阶段的围岩分级水平,为精细化设计奠定基础。 展开更多

关键词 隧道 钻进参数 围岩分级 三维空间插值 精细化设计

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隧道斜向超前系统锚杆支护效果及承载规律 被引量：1

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作者 杜佳敏 何川 +3 位作者 汪波 徐国文 陈旭 徐昆杰 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第8期1617-1631,共15页

为研究渝昆高铁斜向超前系统锚杆支护体系的力学特性,在乐业隧道开展了斜向超前系统锚杆现场试验,结合有限差分数值模拟,基于支护应力场的概念,实现斜向超前系统锚杆有效支护范围的定量描述,采用多指标(隧道位移差、围岩塑性区、围岩最... 为研究渝昆高铁斜向超前系统锚杆支护体系的力学特性,在乐业隧道开展了斜向超前系统锚杆现场试验,结合有限差分数值模拟,基于支护应力场的概念,实现斜向超前系统锚杆有效支护范围的定量描述,采用多指标(隧道位移差、围岩塑性区、围岩最小主应力)对斜向超前系统锚杆的支护效果进行定量评价。通过分析锚杆轴力、钢拱架轴力的分布特征,确定斜向超前支护体系的承载规律,并与现场试验结果进行验证和对比分析。结果表明:1)隧道开挖后,锚杆支护会形成支护应力场,即在开挖面附近形成了最大主应力增大区,而最大主应力的增大提高了岩体抵抗变形的能力;2)随着掌子面空间效应的减弱,斜向锚杆需要承担的围岩荷载逐渐增大,其有效支护的范围也逐渐增大;3)在掌子面附近,斜向锚杆支护提高了围岩的自承载能力,降低了拱顶、拱肩和拱腰处钢拱架的轴力,改善了钢拱架的受力特征。 展开更多

关键词 隧道 斜向超前系统锚杆 支护应力场 有效支护范围 支护效果 支护体系承载规律

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低温环境下基于压电陶瓷监测技术的土体强度试验研究

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作者 辜世旺 全晓娟 +2 位作者 龚禹为 钟官峰 汪波 《冰川冻土》 CSCD 2024年第6期1860-1870,共11页

冻土强度对评估冻土区构筑物的稳定与安全具有重要作用。然而受制于冻土复杂的四相介质体系,目前尚无成熟的手段来实时监测土体力学性能。以东北地区某工程现场粉砂土为对象,基于压电陶瓷测试技术,结合低温三轴试验,对不同负温状态下土... 冻土强度对评估冻土区构筑物的稳定与安全具有重要作用。然而受制于冻土复杂的四相介质体系,目前尚无成熟的手段来实时监测土体力学性能。以东北地区某工程现场粉砂土为对象,基于压电陶瓷测试技术,结合低温三轴试验,对不同负温状态下土体的力学性态进行定量研究。结果表明:随着温度的降低,土体的破坏强度、弹性模量、黏聚力均呈现出先快后慢的增长趋势。同时,传感器接收到的压电信号时域图像呈延伸和扩展态势,且主要信号频率范围逐渐向高频方向移动,压电信号能量对土体强度变化有很强敏感性。基于小波包分析得到的分解信号能量,建立粉砂土强度强化指标,该指标能很好地反映负温与土体强度的关系。研究结果可为压电陶瓷测试技术的工程应用提供参考。 展开更多

关键词 冻结三轴试验 土体强度 压电陶瓷 小波包分析

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国内外铁路隧道防灾疏散救援设计技术体系对比

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作者 霍建勋 赵思光 +1 位作者 林传年 王明年 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第12期2442-2450,共9页

为综合评估我国铁路隧道防灾疏散救援设计技术体系的安全性、可靠性、合理性,进一步提升我国铁路隧道防灾疏散救援设计技术水平,基于大量国内外标准和调研资料,从防灾疏散救援设计理念、技术体系、技术标准3个层面由浅及深地对国内外铁... 为综合评估我国铁路隧道防灾疏散救援设计技术体系的安全性、可靠性、合理性,进一步提升我国铁路隧道防灾疏散救援设计技术水平,基于大量国内外标准和调研资料,从防灾疏散救援设计理念、技术体系、技术标准3个层面由浅及深地对国内外铁路隧道防灾疏散救援设计技术体系进行综合对比分析。分析发现:1)我国铁路隧道防灾疏散救援设计理念科学、先进,和国外基本相同。设计技术体系完善、科学,和国外基本相符。我国技术标准与国外具有很好的一致性,已发展至与发达国家相当的技术水平;同时,我国技术标准具有中国特色,与现阶段的铁路运营体制、隧道规模、管理模式相适应。2)经大量工程实践验证,我国目前形成的铁路隧道防灾疏散救援技术体系具有相当的安全性、可靠性和合理性。未来我国的铁路隧道防灾疏散救援设计技术体系可以从优化隧道内紧急救援站疏散设计、细化防灾疏散救援工程设计和完善应急预案等方面入手,进一步提升我国铁路隧道防灾疏散救援设计技术体系的安全性和应急处置能力。 展开更多

关键词 铁路隧道 防灾疏散救援系统 技术标准 设计方法

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隧道坡度对烟气蔓延特性及临界风速影响研究

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作者 王建 于丽 +3 位作者 王雪 刘媛 陈勇良 赵灵吟 《公路交通技术》 2024年第4期94-102,共9页

隧道长大纵坡产生的“烟囱效应”增加了火灾烟气控制难度。为研究隧道坡度对烟气蔓延规律的影响,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,探明了隧道坡度对烟气蔓延特性的影响,建立了适用于有坡隧道的临界风速计算模型。结果表明:1)火源上... 隧道长大纵坡产生的“烟囱效应”增加了火灾烟气控制难度。为研究隧道坡度对烟气蔓延规律的影响,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,探明了隧道坡度对烟气蔓延特性的影响,建立了适用于有坡隧道的临界风速计算模型。结果表明:1)火源上游烟气长度减小的变化率大于火源下游烟气长度增长的变化率;2)拱顶较高一侧烟气的稳定流速与隧道坡度呈二次方增长关系;3)无坡度隧道与单面坡隧道内最高温度升温曲线变化趋势不同,隧道无坡度时,温度先迅速升高后趋于一条直线,当隧道存在坡度时,温度随时间变化先升高后降低,最后逐渐趋于平稳;4)距离火源30 m左右为隧道内横断面上可视度分布规律变化的临界距离,坡度越大,人眼特征高度2 m处最低可视度越高;5)提出了坡度隧道临界风速修正系数,建立了适用于有坡隧道的临界风速计算模型,给出了不同火灾规模的烟气控制措施。 展开更多

关键词 隧道坡度 公路隧道 数值模拟 烟气扩散 临界风速

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钢筋钢纤维混凝土盾构管片裂缝宽度计算方法

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作者 周佳媚 薛志斌 +2 位作者 马敏 岳飞翔 崔凯琪 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期180-188,共9页

预制混凝土管片是目前地铁盾构隧道最常用的衬砌结构形式,为了更好地发挥钢筋钢纤维混凝土盾构管片的优点,得到准确的钢筋钢纤维混凝土盾构管片裂缝宽度计算方法,设计4组18根钢纤维混凝土梁试验方案,开展了试验数据与有限元软件ABAQUS... 预制混凝土管片是目前地铁盾构隧道最常用的衬砌结构形式,为了更好地发挥钢筋钢纤维混凝土盾构管片的优点,得到准确的钢筋钢纤维混凝土盾构管片裂缝宽度计算方法,设计4组18根钢纤维混凝土梁试验方案,开展了试验数据与有限元软件ABAQUS计算分析。(1)通过压弯梁和纯弯梁构件试验得到数据,提出钢筋钢纤维混凝土纯弯及大偏心受压构件裂缝宽度计算方法;(2)通过有限元分析钢纤维掺量及配筋率变化对裂缝宽度的影响,钢纤维掺量增大时,钢纤维混凝土抗拉强度逐渐增加,构件裂缝宽度逐渐减小,配筋率增大时,钢筋达到屈服强度时对应的荷载也逐渐增加,裂缝宽度逐渐减小;(3)通过管片裂缝宽度实测试验,本文提出公式与《Model Code》计算得到的裂缝宽度与管片试验结果相对接近,平均值相差分别为56%、50%;(4)提出的裂缝宽度计算方法有效考虑钢纤维掺量、配筋率对裂缝宽度的影响,计算结果更为准确,可以有效评价C50钢筋钢纤维混凝土盾构管片裂缝宽度计算。 展开更多

关键词 钢纤维混凝土 盾构管片 裂缝宽度 钢纤维掺量 配筋率

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后注浆预应力树脂锚杆应力损失后注浆段效用分析

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作者 张子洋 汪波 +2 位作者 刘锦超 刘金炜 杨凯 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期783-794,共12页

预应力锚杆是一种有效的岩石加固方案。针对预应力锚杆长期服役过程中的预应力损失问题,提出采用后注浆预应力树脂锚杆来维持树脂锚固段蠕变下其对围岩的长期支护力。为研究锚固段蠕变下后注浆预应力树脂锚杆的作用机理,考虑锚固段蠕变... 预应力锚杆是一种有效的岩石加固方案。针对预应力锚杆长期服役过程中的预应力损失问题,提出采用后注浆预应力树脂锚杆来维持树脂锚固段蠕变下其对围岩的长期支护力。为研究锚固段蠕变下后注浆预应力树脂锚杆的作用机理,考虑锚固段蠕变后产生松弛荷载并引起锚杆自由段(注浆段)回缩,建立了后注浆式预应力树脂锚杆在松弛荷载作用下注浆段的力学响应模型,推导了松弛荷载下锚杆轴力沿注浆段分布的解析解,并基于分布式光纤传感技术开展室内试验验证了力学模型的准确性,最终系统分析了锚固系统参数对后注浆预应力树脂锚杆长期支护力的影响。研究结果表明:1)锚固段松弛荷载下,后注浆预应力树脂锚杆注浆段轴力在靠近垫板方向上呈现对数上升,最终垫板端锚杆支护力几乎不受锚固段松弛荷载影响;2)随着松弛荷载增加,预应力锚杆形成的压缩拱厚度减小,但最终该厚度会趋于稳定值(试验中为0.3 m);3)锚杆弹性模量和直径对松弛荷载下后注浆预应力树脂锚杆长期支护力影响不显著,但接触剪切刚度和注浆段长度增加会减小松弛荷载对其垫板端支护力的影响。本研究结果可为隧道服役过程中的后注浆式预应力树脂锚杆在锚固段产生预应力损失后注浆段承载效应提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 隧道支护 预应力锚杆 蠕变 锚固失效 预应力损失

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泥岩地层盾构改良渣土流动度评价试验

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作者 刘朝阳 刘雪丹 +1 位作者 朱牧原 方勇 《铁道建筑》 北大核心 2025年第2期89-94,共6页

为了快速准确评价黏性地层盾构改良渣土的流动性,采用成都轨道交通资阳线盾构区间穿越泥岩地层的渣土样品开展流动度试验和坍落度试验,分析不同泡沫注入率(Foam Injection Rate,FIR)、含砂率情况下,泥岩地层改良渣土的流动度变化情况,... 为了快速准确评价黏性地层盾构改良渣土的流动性,采用成都轨道交通资阳线盾构区间穿越泥岩地层的渣土样品开展流动度试验和坍落度试验,分析不同泡沫注入率(Foam Injection Rate,FIR)、含砂率情况下,泥岩地层改良渣土的流动度变化情况,并将流动度试验结果与坍落度试验结果进行对比分析。结果表明:相比于坍落度试验,流动度试验耗材少,用时短,可以对渣土流动性进行动态评估;改良渣土的流动度在振动超过60次后趋于稳定;不同含砂率下渣土试样流动度和坍落度具有相关性;当泥岩含砂率大于50%时,不宜采用流动度描述渣土的流动性。建议依托工程改良渣土流动度(振动60次)设定为18~21 cm。 展开更多

关键词 地铁 盾构施工 渣土改良 试验研究 泥岩 黏性土层 流动度 坍落度

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盾构施工克泥效浆液扩散性能试验研究

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作者 张志强 张康健 陈豪 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期60-66,共7页

研究目的:盾构隧道近接既有结构穿越工程中逐渐引进克泥效工法进行辅助施工,克泥效浆液在地层中的扩散性能对中盾壁后注浆效果有重要影响。基于自主研制的克泥效浆液恒压注浆扩散试验系统,开展A液水粉比、净注浆压力、地层渗透系数对浆... 研究目的:盾构隧道近接既有结构穿越工程中逐渐引进克泥效工法进行辅助施工,克泥效浆液在地层中的扩散性能对中盾壁后注浆效果有重要影响。基于自主研制的克泥效浆液恒压注浆扩散试验系统,开展A液水粉比、净注浆压力、地层渗透系数对浆液在地层中扩散性能(终浆量、终浆时间、扩散距离)影响试验。结合宾汉姆流体砂土扩散模型,对比浆液扩散距离的理论值和试验值,验证模型试验系统和试验结果的可靠性。研究结论:(1)克泥效浆液的屈服应力和塑性黏度随着A液水粉比的增加先增后减,且在A液水粉比3.0时出现极大值;(2)克泥效浆液在土体中的扩散行为表现出填充扩散和渗透扩散的明显差异,填充扩散阶段主要出现在注入的前30 s内,可达到终浆量的70%~80%;渗透扩散阶段浆液注入缓慢,与注浆终浆时间密切相关;(3)随着A液水粉比增加,注浆终浆量、终浆时间先减后增;随着净注浆压力增加,注浆终浆量、终浆时间均增加;克泥效浆液扩散距离与浆液黏度负相关,与净注浆压力正相关;(4)各因素对浆液扩散距离的影响强弱为:地层渗透系数>A液水粉比>净注浆压力;(5)本研究成果可为克泥效工法的工程运用和施工参数选取提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 盾构施工 克泥效 扩散性能 注浆试验 宾汉姆流体

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隧道衬砌内力的力法解算及抗力范围对计算结果的影响研究

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作者 赵东平 和琦 +1 位作者 唐伟超 汤青山 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2024年第S01期109-120,共12页

隧道衬砌是多次超静定结构,一般采用有限元程序计算衬砌内力,但是该方法的计算过程量通常不可见,不便于对计算结果进行校核。基于虚功原理建立力法方程,建立了力法解算隧道衬砌内力的基本流程,编制了隧道衬砌内力通用计算表格。以某隧... 隧道衬砌是多次超静定结构,一般采用有限元程序计算衬砌内力,但是该方法的计算过程量通常不可见,不便于对计算结果进行校核。基于虚功原理建立力法方程,建立了力法解算隧道衬砌内力的基本流程,编制了隧道衬砌内力通用计算表格。以某隧道无仰拱衬砌为例,介绍了衬砌内力的力学求解过程,分析了抗力假定范围对计算结果的影响规律。研究结果表明:(1)当隧道衬砌结构满足虚功原理的适用条件时,采用力学法计算得出的无仰拱隧道衬砌内力基本合理。(2)力法解算隧道衬砌内力时,首先要在隔离出的静定基本结构上施加虚拟的广义力,依次求解广义力、荷载及围岩抗力引起的衬砌内力,再叠加得到总内力值。(3)围岩抗力的作用范围会对计算结果产生影响,抗力上零点及抗力最大值的位置应综合考虑围岩级别及内力分布合理性确定。(4)力法求解多次超静定结构内力的前提是结构具有明确的边界条件,然而隧道衬砌结构边界条件的复杂性限制了该方法在隧道结构内力求解中的应用范围。(5)以无仰拱隧道衬砌为例,编制了衬砌内力通用Excel计算表格,实现了衬砌内力的高效快速求解。 展开更多

关键词 隧道衬砌 虚功原理 衬砌内力 力法 围岩抗力

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联络风道超小净距上跨施工对既有隧道影响研究

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作者 赵东平 杨其耀 +1 位作者 惠恒波 涂怀宇 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2024年第S01期56-67,共12页

大凉山2号隧道2号斜井井底车场处洞室空间分布复杂,其4号和5号交叉口联络风道上跨主洞隧道立体相交段两隧道净距小,最近处净距仅1.2 m。开挖上部联络风道时,可能会对下部既有隧道产生不良影响。因此,依托实际工程,采用数值模拟及现场实... 大凉山2号隧道2号斜井井底车场处洞室空间分布复杂,其4号和5号交叉口联络风道上跨主洞隧道立体相交段两隧道净距小,最近处净距仅1.2 m。开挖上部联络风道时,可能会对下部既有隧道产生不良影响。因此,依托实际工程,采用数值模拟及现场实测方法,对爆破施工方法及减震措施开展了研究。结果表明:(1)减震孔的减震效果主要受超前掌子面距离影响,超前距离越大,减振效果越好;(2)当爆破振源在距既有隧道中线15 m处时,由于爆破振源离既有隧道距离较远,减震孔的施加已无法起到明显减震效果;(3)与无减振措施工况相比,设置了减震孔后分析断面各测点振速收敛时间均有一定程度缩短,缩短时间在0~10 ms之间;(4)当采用台阶法并设置减震孔的条件下,研究断面测点的最大振速值均满足最大振速允许值控制标准;(5)在依托工程开展了衬砌振速现场监测,实测振速与数值模拟结果较接近,验证了推荐施工方法和减震措施的有效性。 展开更多

关键词 超小净距 爆破施工 减震孔 爆破减震

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基于水压特征的岩溶隧道排水方案研究

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作者 赵东平 和琦 +1 位作者 杜卿 张文 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期162-171,208,共11页

在役岩溶隧道衬砌承受的水压与排水设计方案密切相关。以渝昆高铁中梁山隧道为依托工程,在山岭隧道通用排水设计方案的基础上设计3种改进的排水方案,将岩溶地层等效为均质渗流地层,采用三维数值模拟方法研究3种排水方案条件下隧道衬砌... 在役岩溶隧道衬砌承受的水压与排水设计方案密切相关。以渝昆高铁中梁山隧道为依托工程,在山岭隧道通用排水设计方案的基础上设计3种改进的排水方案,将岩溶地层等效为均质渗流地层,采用三维数值模拟方法研究3种排水方案条件下隧道衬砌水压分布规律,并对岩溶隧道衬砌水压进行实测。结果表明:(1)对于岩溶弱发育隧道,正常排水时,隧道衬砌拱顶及拱腰水压可大幅度折减,但是隧道衬砌边墙、墙脚及仰拱仍然承受水压;(2)沿隧道纵向,衬砌各测线的水压均呈“M”型分布,在环向排水管处水压最低,在两个环向排水盲管之间的水压较高;(3)在隧道横断面衬砌仰拱水压折减效果方面,中心水沟落底的效果最好,其次是仰拱增加泄水孔及三通管方案,仅在仰拱增加三通管的方案排水效果最差;(4)综合考虑水压折减效果及施工质量,推荐中梁山隧道岩溶弱发育段采用仰拱设环向排水盲管同时在仰拱和墙脚增加泄水孔方案;(5)衬砌仰拱水压监测结果显示,受地表降雨影响岩溶隧道衬砌水压具有明显的波动性,实测仰拱水压及分布与数值模拟结果接近,验证了推荐排水方案的有效性。 展开更多

关键词 岩溶隧道 排水方案 衬砌水压分布 水压监测

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高速公路隧道支洞单层衬砌支护参数优化设计 被引量：1

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作者 韩根 廖沛源 +5 位作者 陈子依 彭从刚 詹伟 廖述俊 崔凯琪 周佳媚 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2024年第S01期909-918,共10页

为了优化王家屋基隧道支洞工程支护参数,解决目前支洞支护方案过于保守,施工不便且经济效益低的问题,提出采用单层衬砌支护形式。通过数值模拟FLAC^(3D)软件建立地层模型和支护结构模型,分析不同支护类型和支护参数对隧道围岩稳定性的影... 为了优化王家屋基隧道支洞工程支护参数,解决目前支洞支护方案过于保守,施工不便且经济效益低的问题,提出采用单层衬砌支护形式。通过数值模拟FLAC^(3D)软件建立地层模型和支护结构模型,分析不同支护类型和支护参数对隧道围岩稳定性的影响,并对单层衬砌参数进行优化比选。研究结果表明:(1)喷射混凝土的厚度越大,支护效果越好。当围岩支护厚度达到一定值后,对围岩的约束增强效果不再显著;(2)型钢钢架和格栅钢架能够分别在支护前期和后期提供强度,减小钢架间距对提高围岩稳定性具有一定的作用;(3)拱腰处的锚杆对围岩的约束效果最好,对支护结构的承载性能作用最大,锚杆越长对洞周位移的约束作用越好。最后根据以上对支护结构各参数的优化,确定适合王家屋基隧道支洞的单层衬砌的参数。 展开更多

关键词 公路隧道 施工支洞 单层衬砌 数值模拟 支护体系 参数优化

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新能源汽车非排放产物生成规律及其对隧道需风量的影响研究

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作者 刘媛 于丽 +2 位作者 王雪 郭晓晗 路明 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2024年第4期41-50,共10页

随着我国新能源汽车的推广使用,隧道中的污染物组成比例发生变化。为明确新能源汽车对隧道需风量的影响,采用资料调研、理论分析等方法,量化新能源汽车的污染物生成特性及与内燃机汽车的区别,探明在坡度与车速影响下大、中、小型3类车... 随着我国新能源汽车的推广使用,隧道中的污染物组成比例发生变化。为明确新能源汽车对隧道需风量的影响,采用资料调研、理论分析等方法,量化新能源汽车的污染物生成特性及与内燃机汽车的区别,探明在坡度与车速影响下大、中、小型3类车型的新能源汽车在不同混入比情况下对隧道运营阶段需风量的影响规律,对《PIARC2019》隧道需风量计算公式进行修正,给出修正系数的计算方法,并根据工程情况给出详细的通风设计方法。研究结果为:(1)基于4种生成途径下非排放类污染物PM生成机理,给出了非排放类污染物PM生成量与汽车重量之间关系的计算公式;(2)大型、中型和小型新能源汽车的非排放颗粒基准排放量修正因子分别为1.127、1.093和1.088;(3)考虑隧道坡度、车速、混入比影响,给出了临时施工运输隧道与普通公路隧道的运营通风需风量修正系数计算方法;(4)建立了运营通风需风量计算时不修正、修正、宜设置除尘机3个层次的适用条件判别公式。 展开更多

关键词 公路隧道 新能源汽车 非排放类污染物 需风量 通风方案 修正系数

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穿越活动断裂带螺旋隧道抗错性能模型试验研究

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作者 王天强 耿萍 +1 位作者 何川 王琦 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期2738-2752,共15页

我国西部山区螺旋隧道穿越活动断裂带时,断层位错作用对隧道的影响十分显著。为明确正断层作用下跨断层螺旋隧道的结构位错响应特性,考虑螺旋隧道关键几何参数与土体-结构相对刚度比,采用模型试验方法开展了3组坡度3%下不同曲率半径的... 我国西部山区螺旋隧道穿越活动断裂带时,断层位错作用对隧道的影响十分显著。为明确正断层作用下跨断层螺旋隧道的结构位错响应特性,考虑螺旋隧道关键几何参数与土体-结构相对刚度比,采用模型试验方法开展了3组坡度3%下不同曲率半径的螺旋隧道抗错性能试验。随后采用具有一定承载能力的橡胶-钢筋柔性接头,探讨螺旋隧道在柔性接头措施下的结构位错特性,对比分析有/无柔性接头螺旋隧道抗位错适应性。结果表明:断层面及断层-活动盘交界面附近隧道受正断层影响较大,隧道仰拱最为不利。螺旋隧道拱腰部位随断层位错水平增加时的应变增量与其曲率半径有关,曲率半径较小的螺旋隧道拱腰处的环向应变和拱顶、仰拱部位的纵向应变对断层位错作用更为敏感。在橡胶-钢筋柔性接头构造措施下,螺旋隧道的节段式设计对断层位错具有良好的适应性,尤其对隧道仰拱部位的应力减小更为显著。研究结果可为我国西部山区穿越活动断裂带螺旋隧道的适应断层抗错设计提供研究参考。 展开更多

关键词 隧道工程 隧道曲率 活动断裂带 纵向坡度 四点弯曲试验 抗错措施

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