摘要：为了研究顶管隧道上穿既有地铁隧道施工对既有隧道及周围土体的影响,以电缆隧道上跨西安地铁5号线为研究背景,基于自主设计室内顶管顶进试验装置,采用模型试验和有限元数值模拟相结合的方法研究顶管隧道上跨既有地铁隧道影响机制。试验主要对地表位移、既有隧道应变和既有隧道上方的土压力进行分析,并通过数值模拟对模型试验进行补充研究和对比验证。研究结果表明:地表位移与顶管隧道的埋置深度成反比,当新建隧道埋深小于1.5D(D为隧道直径)时,埋深对地表位移影响较大;顶管轴线两侧土体变化趋势基本对称,与顶管轴线距离越大,土体变形量越小;顶管隧道施工对既有隧道引起位移变化的影响主要集中在顶管正交于既有隧道的位置,既有隧道随着顶管隧道的顶进,逐渐呈隆起状态,并且隧道的拱腰位置隆起要早于拱顶;隧道拱顶纵向最大附加应变均发生在隧道中部即对称面位置,且离顶管隧道轴线越近,附加应变变化也越大;附加应变的变化与夹土层厚度成反比;因试验中有多种客观因素的影响,数值模拟和模型试验的结果虽在数值上有一定差异,但变化规律存在着一致性,由此进一步验证了模型试验结论的可靠性。

摘要：公路隧道入口处彩色路面的合理铺设对提高视觉警示、保证驾驶安全有重要意义。从公路隧道入口处的交通特性出发,通过大量调研总结了目前隧道入口常见的彩色路面铺设型式,根据速度过渡需求,考虑驾驶知觉-行为模型、透视原理和闪现率原理给出了彩色路面铺设位置、长度以及条纹间距等参数的设计建议,并从亮度过渡角度提出了增大安全距离和设计方案理论验证两种考量方式。最后,从隧道入口处彩色路面的铺设需求出发,讨论了当前隧道入口彩色路面设计面临的主要问题,以期为彩色路面的设计与进一步的研究提供参考。

摘要：假定准饱和黏土由饱和基质(土骨架和水)和封闭气体组成,采用饱和基质塑性体应变和气体塑性体应变作为硬化参数以反映准饱和黏土的塑性硬化行为,在综合考虑气体溶解系数随温度和水中含盐量变化、预固结应力随封闭气体的变化等关键因素的基础上,基于临界状态土力学理论提出了可以反映封闭气体气压变化对准饱和黏土力学影响的弹塑性本构模型。模型共计10个材料参数,均可通过等向压缩试验和三轴剪切试验获得。通过与已有试验数据对比分析,结果显示本模型可以较好地模拟准饱和黏土在不排水应力路径下的应力-应变关系、孔隙水压力发展以及饱和度的演变规律;所建立模型形式简单,参数易于确定,为准饱和黏土地基中岩土工程问题的设计、计算及灾变控制提供了重要的理论基础。

摘要：为探明高地应力软岩隧道在不同开挖工法下洞周塑性变形和应力重分布的响应特征以及地质强度参数对开挖变形的影响机制,寻求不同围岩等级下合理的开挖工法体系以及最佳支护时机,利用数值分析手段,对四种工法下的围岩应力、塑性区分布及变形失稳展开分析研究.结果表明:(1)对于软弱围岩,采用CRD法和三台阶临时仰拱法能够有效控制围岩变形、应力和塑性区的发展,尤其是对拱脚位移的控制效果突出明显,三台阶法和环形预留核心土法开挖后将在拱脚处产生较大的收敛变形;(2)采用临时支撑将在支撑及拱脚位置产生明显的应力集中,实际过程中应加强对此位置的保护,设置锁脚锚杆或补强注浆提高其强度承载力;(3)开挖后过早支护没有充分发挥围岩自承能力,支护不及时围岩内出现松动压力使围岩进入流变状态,软弱Ⅴ级围岩合理支护时间段应在开挖后荷载释放10%~30%内;(4)拱腰水平收敛整体随侧压力系数的增加而增大,但当K为0.5时,拱腰水平位移有从向内收敛迅速向外扩张的趋势;拱顶以上围岩竖向沉降随侧压力系数的增大而减小.数值模拟结果为类似高地应力软岩隧道设计施工和变形控制提供参考和依据.

摘要：为研究拓宽黄土路基浸水湿化破坏机制与模式,在土工离心机上设计并安装位移量测系统,以西安—潼关高速公路拓宽工程为研究载体,建立与实际应力相符的离心试验模型;针对浸水湿化后黄土拓宽路基的沉降变形规律和破坏形式进行研究,基于试验结果开展高填方黄土路堤破坏机制的讨论。研究结果表明,拓宽路基坡脚处高含水量对拓宽黄土路基稳定性影响极为显著,在地下水位较浅处的地带,强降雨天气或地下水位骤升所引起的拓宽路基荷载下黄土地基的局部失稳会极大威胁上部拓宽路基的安全,浸水破坏滑裂面的形成是一个渐进破坏过程。由于地基局部湿软,抗剪强度降低,地基的起始剪切破坏发生于老路坡脚处,一旦产生过大的变形量将会引起整个路基自上而下的滑移。地基破坏时的滑动面近似为圆弧状,建议采用裂隙圆弧法对拓宽荷载下地基进行稳定性评价。试验结果还表明,新老路基拼接带土体中的加筋材料起到裹附作用,可增强路基的板结效果,形成有效的土拱效应,这样就充分利用路堤填料本身的刚度,调整地基的沉降变形。

摘要：针对复杂地质条件下缓倾围岩隧道底部结构变形风险辨识及等级划分不确定性问题,结合缓倾岩层变形机理,建立了包括水文地质、设计施工和施工管理3方面15项影响因素的风险评价指标体系,并将风险等级划分为Ⅰ级(低)、Ⅱ级(中等)、Ⅲ级(较高)、Ⅳ级(高);引入模糊层次递阶结构模型(FISM)和变异系数优化风险因素的主观、客观赋权方法,基于离差平方和(Ward)理论确定最优组合赋权向量。根据云模型数字特征建立可拓云模型,根据最大隶属度原则确定隧道底部变形风险等级。将所建模型应用于川渝山区某隧道工程的3个标段的评价,各标段评价结果分别为Ⅲ级、Ⅱ级偏Ⅲ级、Ⅲ级偏Ⅳ级。结合工程现场变形及FLAC3D模拟结果,验证了缓倾围岩隧道底部变形风险评估模型的可行性。

摘要：为揭示湿陷性黄土地区过湿拓宽路基变形破坏机理及强夯法处治效应,研制了离心场土工构造物变形测试系统,升级传感器电测手段,以浸水入渗条件下高速公路拓宽工程为研究载体,建立与实际应力相符的离心试验模型,通过试验得出了浸水增湿后拓宽路基的沉降变形特征和拓宽地基强夯处治效果。结果表明:拓宽路基坡脚处高含水量对拓宽黄土路基稳定性有显著影响,新路基坡脚水分聚集或地基内部水位上升导致黄土地基发生湿陷的条件成熟,在上部拓宽路基荷载的作用下,整个地基会发生整体或局部湿陷,进而引发整个拓宽新老路基脱节滑移;强夯法能很好地改善黄土地基的湿陷性,保证拓宽路基的整体稳定性。

摘要：为研究大厚度湿陷性黄土地层浸水湿陷条件下拓宽路基变形破坏特性,基于长安大学土工离心机,安装了降雨浸水系统和位移量测系统,开展与实际应力相一致的离心模型试验,并根据试验结果探讨了湿陷性黄土地层拓宽路基的浸水破坏模式.试验结果表明:拓宽路基荷载影响下,新路基以及部分老路堤会产生新的沉降,最大沉降值出现在拓宽路基形心处,进而产生新旧路基间的不协调变形;持续降雨将会在拓宽路基坡脚处产生雨水入渗,入渗将诱发大厚度湿陷性黄土层内部产生非均匀湿陷,这会导致新旧路基体产生不同程度的湿陷突变,在湿陷突变所产生的差异沉降的作用下,路基边坡首先出现裂缝,进而在新旧路基拼接带处也出现裂缝,最终面临因地基整体增湿失稳所带来的更为严重的路基路面塌陷、滑移等问题.

摘要：拓宽路基荷载作用下的软土地基工后沉降是导致高速公路改扩建工程相关病害的主要原因之一。为了准确掌握软土地基的固结沉降状态及工后沉降值,为差异沉降控制手段的设计和动态施工提供依据和指导,建立了考虑蠕变的软土地基沉降模型;基于高速公路改扩建工程现场沉降监测资料,运用3层BP神经网络方法反演了计算模型的计算参数,并在此基础上运用有限元软件对拓宽路基的工后沉降作出预测。研究结果表明,实测沉降值与有限元计算沉降值的曲线基本吻合。

摘要：以西安沣河东路市政通道工程下穿地铁5号线区间既有地铁结构为工程背景,采用模型试验和有限元数值模拟相结合的方法研究大跨度双连拱隧道下穿既有地铁结构近接施工的力学特征响应过程。结果表明:随着大跨度双连拱隧道开挖,地表沉降呈现“缓慢增加—急剧增大—趋于稳定”3个阶段;中隔墙处对应地表沉降值最大,对此处的地表变形应加强监测,及时控制;拱顶竖向应力变化也呈现“应力聚集—应力释放—稳定状态”3个阶段,且会在一定范围形成压力拱来承担上部荷载;边墙所受开挖扰动比拱顶大,边墙竖向应力集中及水平应力释放主要在0.3倍~0.5倍单洞开挖跨度范围内,对此部分围岩应及时注浆加固处理;通过试验和数值计算得到U型槽轨道板上下表面应力曲线形状均呈“W形”和“倒W形”,且轨道板最大沉降和翘曲出现在-0.9D~0.9D(D为隧道单洞开挖跨度)处,此处会出现最大拉压应力;此研究成果为本隧道的设计和施工提供了理论依据,同时对今后类似工程的施工提供了良好的借鉴和参考价值。