摘要：研究目的:隧道穿越断层、软弱破碎带等不良地质时易导致初期支护型钢与喷射混凝土接触界面出现相对滑移现象,使得初期支护结构承载能力降低、极易失稳。为提升型钢与喷射混凝土支护协同承载能力与变形延性,提出一种沿型钢翼缘表面环向布置箍筋的结构形式,为探明箍筋间距对型钢及混凝土的约束作用,开展4种不同工况的型钢混凝土柱轴心受压试验和数值分析,揭示箍筋间距对型钢喷射混凝土柱的轴压承载能力的影响规律。研究结论:(1)无箍筋约束工况下,工字型钢与喷射混凝土接触界面极易发生分离破坏,二者无法协同承载,当设置环向箍筋约束时,型钢混凝土试件破坏模式为胀裂破坏,其环向箍筋对型钢翼缘和混凝土变形约束效果较好,从而增强了型钢混凝土试件的极限承载力和延性;(2)环向箍筋约束试件的极限承载力随箍筋间距的减小而增大,相较于无箍筋约束试件,环向箍筋间距为150 mm、100 mm、50 mm试件的极限承载力的增长百分比分别为18.78%、24.59%和31.16%;(3)减小环向箍筋间距对型钢混凝土柱的极限承载能力有较大提升,当布置箍筋间距75 mm时约束效果最优;(4)本研究成果可为隧道支护结构抗变形设计提供参考和借鉴。

摘要：工字型钢与喷射混凝土的粘结滑移性能对隧道初期支护的协同变形,整体承载能力具有重要影响。该文进行了自然粘结和焊接栓钉两组对照的推出试验,观察试件的破坏特征,获取粘结滑移曲线。在此基础上分析试件的粘结滑移性能,通过函数建立了自然粘结和焊接栓钉试件的粘结滑移本构模型,并提出了特征值的计算公式。试验结果表明:自然粘结试件的破坏模式为纵向劈裂破坏,焊接栓钉试件为拉裂破坏,拉裂缝位置沿栓钉横向排列方向;试件的荷载-裂缝宽度曲线与平均粘结强度-滑移曲线变化规律基本一致,可分为四段:无滑移段、斜线上升段、曲线下降段和水平残余段;在型钢腹板增加栓钉连接件,能有效提高型钢喷射混凝土的特征粘结强度。试验曲线与本构模型曲线对比拟合较高,表明该文提出的本构模型具有较高的精度。研究结果对于隧道工字型钢与喷射混凝土支护结构破坏特征研究及设计提供理论支持。

摘要：研究目的:软岩隧道在运营期间由于围岩蠕变导致隧道衬砌发生大变形及开裂,严重影响运营安全。在前期试验取得的EPP(聚丙烯)泡沫混凝土力学参数的基础上,开展软岩隧道EPP泡沫混凝土缓冲层受力特征及卸压效果分析,提出一种抵抗隧道围岩蠕变、减小衬砌变形的方法,为类似隧道工程设计提供参考。研究结论:(1)EPP泡沫混凝土作为软岩隧道缓冲层对衬砌受压有良好的改善效果;(2)以EPP泡沫颗粒含量为64%的混凝土作为缓冲层且厚度为0.8 m时,衬砌受到的压应力最小,衬砌处于全断面受压状态,且极限承载能力最高;(3)缓冲层的让压量是决定其卸压效果的直接原因,缓冲层EPP泡沫含量越高,厚度越大,让压量就越大,卸压效果最好;(4)EPP泡沫混凝土应用于土木工程领域铁路和公路工程方向软岩隧道初期支护与二衬之间缓冲层结构中,其应用前景广阔,为进一步改善EPP泡沫混凝土卸压性能及提升工程实用性,需对材料配合比及压缩特性开展优化研究。

摘要：西南地区缓倾层状泥岩地层铁路隧道仰拱底鼓病害频发,当列车高速通过时因轨道不平顺导致晃车现象,严重影响列车行车速度及安全。针对缓倾层状泥岩铁路隧道底鼓病害问题,以YD隧道底鼓段为研究对象,通过对隧道底鼓段进行长期变形监测和理论分析,对缓倾层状泥岩铁路隧道底鼓特征及机理开展研究。研究结果表明:隧道左线、中心和右线道床板中心位置处测点底鼓明显,即仰拱中部底鼓量较大,底鼓严重区段6 a持续上鼓约69.75 mm,沿隧道纵向底鼓区段长度约40 m,而隧道两侧边墙墙脚处未发生变形;对于中薄层缓倾层状泥岩地层,在水平构造应力作用下,隧道仰拱底部缓倾层状岩体在弹性阶段向临空面发生一定程度的挠曲变形,隧道边墙围岩沿节理面发生水平剪切滑移变形,隧道拱顶部位围岩发生垂直层理面的弯曲变形,由于衬砌结构作用拱部围岩变形较小。依据隧道平底板受力特征,基于竖向及水平双向荷载作用的简支梁力学模型,建立缓倾层状围岩隧道底板底鼓力学解析模型,分析揭示了隧道仰拱最大底鼓变形量与弹性模量E和底板厚度h成反比,与竖向地应力σz,水平地应力σx和隧道跨度l成正比。研究成果可为类似工程隧道仰拱设计及底鼓治理提供理论依据。

摘要：依据荷载叠加理论,建立了动、静荷载耦合作用下的加载模型,并提出了组合荷载、组合应力、组合沉降变形等概念;根据相似理论建立层状土路基模型,通过室内相似模型试验,对层状土路基在动荷载和静荷载耦合作用下的应力、变形发展规律进行研究,保持动载不变,通过改变静载的大小,研究动、静组合荷载作用下层状土路基的应力和沉降变化规律。结果表明:层状土路基中,各层的组合应力和组合变形随组合荷载的增加而增大,且呈线性变化;组合荷载、沉降变形随着深度的增加呈非线性减小,并成指数函数递减。其结果为公路路基的设计、施工、运行和维护提供了参考依据。

摘要：随着我国社会经济的发展,越来越多的城市开始规划和修建地铁,在此期间,部分城市在地铁建设中遇到了地质条件非常复杂的砂卵石土层,特别是正在建设中的成都地铁1、2号线,区间隧道几乎全部从卵石土层中穿越,根据设计,成都地铁1、2号线部分区间隧道采用加泥式土压平衡盾构法施工。利用土压平衡式盾构施工时,开挖面支护土压力控制是保证掘进顺利进行的关键,目前国内外在这方面的研究主要集中于砂土和黏性土,关于卵石土盾构隧道开挖面变形与破坏的研究很少。基于此,根据卵石土具有强烈离散特性的特点,利用颗粒离散元数值方法,对卵石土层土压平衡式盾构施工中开挖面支护应力不足引起开挖面的变形及破坏问题进行了分析研究,探讨了隧道开挖面变形及破坏问题。研究结果显示:(1)开挖面极限支护应力远小于土体原位静止土压力;(2)开挖面失稳后,开挖面前部的滑动块为一曲面体。这为卵石土地层中盾构开挖面控制压力的确定提供参考。

摘要：为研究球墨铸铁-钢筋混凝土组合隧道壁板这一新技术应用于隧道衬砌结构的可行性,文章根据相关设计参数,采用三维有限元分析方法模拟试验加载环境,建立分析模型,研究荷载条件下组合壁板的受力特征。分析结果表明:当混凝土达到极限状态受压破坏时组合壁板能承受的竖向压力为2.22 MPa,水平压力为1.11 MPa,拱顶为最大变形处,最大变形为6.63 mm;当球墨铸铁达到极限状态受压破坏时组合壁板能承受的竖向压力为11.48 MPa,水平压力为5.74 MPa,拱顶为最大变形处,最大变形为33.16 mm;在球墨铸铁壁板环作用下组合壁板相比混凝土受压坏破坏时所能承受围岩压力的能力和变形能力都提高了5倍,充分体现了球墨铸铁强度高、延性好的优点。

摘要：隧道穿越高地应力区水平层状岩体时易导致仰拱底鼓,对铁路运行造成安全隐患。以西南地区某铁路隧道仰拱底鼓病害为对象,针对隧道底部水平层状岩体分布深度、单层厚度、弹性模量及地层竖向应力等因素对仰拱底鼓变形特征及影响规律开展研究。研究结果表明:隧道底鼓特征为仰拱中部底鼓量最大,越靠近墙脚底鼓量越小,墙脚处竖向位移几乎无变化;隧道底鼓变形量随水平层状岩体分布深度的增加呈非线性增加,分布深度由0增至5 m时底鼓变形增幅最大;底鼓变形量随层状岩体单层厚度的增加而减少,层状岩体单层厚度对底鼓量影响为薄层>中厚层>厚层>巨厚层;底鼓变形量随层状岩体弹性模量的增加呈非线性降低,弹性模量小于8.4 GPa时底鼓变形量降幅较大;竖向地应力的增加导致仰拱底鼓变形增大,仰拱底鼓量与竖向应力基本呈线性关系。

摘要：分析塌方原因并提出合理的工程对策,确保隧道施工及运营阶段安全是隧道工程界普遍关注的问题。以新开岭隧道软弱夹层塌方段为工程背景,详细论述了其塌方原因和采取的工程对策,通过监控量测和有限元数值分析对其效果进行了评定,研究表明:地质因素是引起工程塌方的主要原因,做好掌子面描述工作,及时分析和预测掌子面前方围岩情况,确保围岩级别判定准确和支护参数满足强度要求是减少塌方的关键;增强塌方影响区段的支护强度,封闭塌方体围岩,提高塌方区支护强度并及时施作,填充塌腔体是处理塌方的有效手段;边墙处安全系数最小约3.1,符合规范要求,说明该工程对策有效、安全、可靠,其具体施工方案可为类似隧道工程设计和施工提供参考依据。

摘要：以成都—绵阳—乐山客运专线机场路隧道下穿成都市蓝天立交桥工程中近接12根高架桥桩基为例,研究近接桩基施工位移控制技术。根据相关规范及相似工程研究成果,制定机场路隧道近接桩基沉降控制标准和水平位移控制标准。建立机场路隧道下穿高架桥段的仿真模型,依据工程地质情况和设计支护参数,确定计算模型物理力学参数,对近接桩基隧道施工进行开挖模拟计算。计算结果表明:12根近接桩基的沉降值和差异沉降值均小于预警值,但是水平位移值均大于允许值,必须采取加固措施才能进行施工。提出在机场路隧道两侧设置隔离桩的加固方案,并计算采取加固措施后的近接桩基沉降及水平位移值。结果表明:12根近接桩基沉降值和差异沉降值均有较大的减少,水平位移值亦大为减小且均小于预警值,机场路隧道可以正常施工。