摘要：净掘进速率是TBM施工速度的主要评价指标,与围岩物理力学性质、TBM掘进参数之间存在一定相关性。文章以兰州水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工为背景,基于现场实测数据,选择岩石单轴抗压强度、抗拉强度、变形模量、泊松比、岩石耐磨性CAI值等岩体指标,以及刀盘推力和刀盘转速等掘进参数,进行TBM净掘进速率与有关影响参数之间的单因素相关性分析,得到相应拟合公式;基于TBM净掘进速率与岩体指标、掘进参数之间的相关性,利用多元非线性回归方法建立了TBM净掘进速率预测模型。通过将兰州水源地建设工程输水隧洞实测TBM净掘进速率和预测结果进行对比,验证了TBM净掘进速率预测模型的合理性。研究结果表明:(1)在复杂的多种地质条件下,TBM净掘进速率与岩石单轴抗压强度、抗拉强度、变形模量、岩石耐磨性CAI值、刀盘推力以及刀盘转速呈负相关关系,与泊松比呈正相关关系;(2)干湿状态对岩石耐磨性CAI值有一定影响,饱和状态下岩石耐磨性CAI值与TBM净掘进速率之间的相关性更显著;(3)建立的多元非线性回归预测模型,预测精度较高,可为相似地质条件下TBM净掘进速率估算提供参考。

摘要：岩碴的形状、大小及其粒径分布规律是综合反映TBM破岩效率的重要指标,也是TBM掘进参数与岩石性质的重要联系。根据盘形滚刀破岩机制,对TBM掘进岩碴进行了现场量测和筛分试验,获得了TBM岩碴尺寸特征和粒径分布规律。在此基础上,对实测岩碴尺寸和粒径分布数据进行了统计分析和理论分布函数拟合。分析了粗糙度指数与岩石强度、岩石耐磨性的关系,探讨了不同围岩等级下粗糙度指数随掘进推力的变化规律。研究结果表明:①片状岩碴的长轴与短轴之比约为1.5,而长轴与厚度之比则差别较大,其长轴、短轴和厚度均服从正态分布;②不同岩性条件下岩碴粒径分布均符合Rosin–Rammler函数分布;③岩碴粗糙度指数越大,TBM破岩效率越高;硬岩条件下岩碴粗糙度指数随单轴饱和抗压强度增大而减小,而中硬—软岩条件下则相反;④无论是软岩还是硬岩,岩碴粗糙度指数随岩石耐磨性增大而减小,岩石耐磨性越强,TBM破岩效率越低;⑤TBM破岩效率与围岩等级密切相关,可根据现场实测岩碴粒径分布规律,确定Ⅱ级和Ⅲ级围岩条件下TBM破岩效率最佳时的掘进推力区间。

摘要：泥化夹层是诱发岩体工程失稳破坏的重要因素之一。为研究循环动荷载下泥化夹层的累积变形特性,深入分析主要影响因素,在黄河中游某大型水利枢纽工程勘探平硐采取试样,开展了不同工况条件下泥化夹层的动三轴试验研究。在考虑主要黏土矿物成分、黏粒含量、含水率、围压和频率等影响因素的基础上,根据试验成果,探求适合描述泥化夹层累积应变发展规律的理论模型,并基于动应力~应变关系研究了泥化夹层的动弹性模量特征。研究结果表明:(1)泥化夹层的累积应变发展规律具有破坏型特征,不符合稳定型累积应变特征,利用Monismith模型进行描述是合理的;(2)泥化夹层的动应力~应变曲线符合Hardin双曲线模型;(3)泥化夹层的累积应变随含水率、黏粒含量和频率的增大而增大,随围压的增大先减小后增大;(4)泥化夹层的动弹性模量随围压增大单调递增,随循环周次、含水率和频率的增大而单调递减;(5)主要黏土矿物成分为蒙伊混层时,泥化夹层的累积应变最大,动弹性模量随循环周次增加而衰减最快。

摘要：刀具消耗是TBM施工成本管理的重要研究内容。将影响刀具消耗的主要因素归纳为地质条件、机械因素和掘进参数3个方面,在此基础上讨论了刀具消耗与围岩等级、TBM工作条件等级之间的关系。在总结和分析利用TBM工作条件等级进行刀具消耗预测研究的基础上,对拟合函数进行优化,并引入滚刀直径影响因子,构建同时考虑地质适宜性和滚刀直径的TBM刀具消耗预测方法。通过对兰州水源地建设工程输水隧洞TBM1掘进段的刀具消耗分析,验证提出的TBM刀具消耗预测方法的合理性。研究结果表明:1)TBM工作条件等级可以反映TBM掘进性能和地质适宜性特点;2)拟合函数ln(x-1)和ln x更适合描述和预测刀具消耗规律;3)滚刀直径对刀具消耗具有一定影响,滚刀直径越大,刀具消耗越小;4)同时考虑地质适宜性和滚刀直径的TBM刀具消耗预测模型的计算结果更接近实际耗刀率;5)刀具消耗与岩体完整性密切相关,与实际耗刀率相比,Ⅱ类围岩的预测计算结果略高,而Ⅲ类围岩的预测计算结果略低。

摘要：以珠海某混凝土内撑式支护结构深基坑为例,介绍了滨海平原场地淤泥质土层条件下基坑监测方案设计,对桩体水平位移、支撑轴力、地表沉降和地下水位变化进行分析,总结监测对象在实际基坑开挖过程的变化规律。监测结果显示:桩体水平位移在基坑开挖期间发展迅速,挖至基底后发展速度放缓,但并未停止;滨海平原场地淤泥土层条件下,基坑开挖对周边土体变形影响非常大,如不能有效限制基坑侧向变形,将导致基坑周边地面产生较大的沉降。

摘要：为探究工程中不同减振结构相互耦合作用下的减振效果,以深圳地铁一号线的某一区间段为例,运用2.5维有限元−边界元法与车辆−轨道耦合动力学,建立环境振动预测模型,计算得到隧道壁振动,并与现场测试结果进行对比验证。在此基础上,以目前工程中最常用的2种减振措施(减振扣件和减振垫)为研究对象,探究轨道扣件刚度、损耗因子和减振垫隔振频率的最优匹配策略。研究结果表明:减振垫的隔振频率对环境振动的影响存在临界值,该临界值在30 Hz附近且与扣件阻尼有关;只有当隔振频率低于临界值时,减振垫才有减振效果,反之则会放大隧道壁振动;当选取较低隔振频率的减振垫时,应配合垂向刚度较大的扣件,能取得较好的减振效果;扣件损耗因子的增大会降低轮轨共振频率附近的振动级,从而降低隧道壁Z振级整体;为了指导工程设计,得到不同减振等级对应的扣件与减振垫的参数区域图。