摘要：对于大跨度扁平隧道而言,合理的扁平率设计对于节约成本和减少通风照明费用具有至关重要的作用,因此优化浅埋大跨度隧道的扁平率是隧道设计施工面临的关键问题。首先利用大型有限元分析软件ABAQUS的标准设计语言Python编程,对拟建清远蟠龙浅埋破碎岩体大断面隧道不同扁平率进行参数化设计;研究5种扁平率下隧道结构的稳定性和变形破坏情况,运用层次分析法对影响扁平隧道稳定性的开挖面积、水平收敛、地表沉降和拱顶下沉等目标值进行优化并确定其权向量,提出依托工程条件下的最优化扁平率。该研究成果和方法可为同等条件下隧道工程断面优化设计提供借鉴。

摘要：针对不设传力衬垫的盾构隧道纵缝接头,基于已有的管片接头抗弯性能试验的结果,首次提出与接头应力相关的刚度折减系数的概念,并给出其取值经验的公式。在此基础上推导纵缝接头转角弯矩关系的显式解析公式,可直接应用于盾构隧道的结构受力分析。所推导的解析公式可以较好地反映接头轴力对其抗弯力学行为的影响,描述管片接头抗弯刚度随转角增大而减小直至破坏的整个过程。与管片接头足尺试验结果的对比表明,该解析解与试验结果吻合得较好,有重要的工程应用价值。

摘要：通过数值模拟验证液化的隔振作用。在浅埋地下结构周围设置碎石排水层,应用FLAC3D作碎石排水层法抗液化数值模拟试验,分析不同碎石排水层方案的抗液化效果和液化场施加碎石排水层后地下结构的动力特性变化。计算结果表明,典型液化场中砂土达到液化状态,其加速度、速度、位移振幅马上衰减;砂土在液化状态变为流体,液化过程是砂土体积压应变不断积累增大的过程,液化后体积压应变积累不再增加,液化土有效应力和抗剪强度均为0,不能传递剪力,起隔离外界力的作用,液化场中结构的加速度反应也比非液化场或弹性场小。液化场中结构的存在降低了其周围的动水压力,结构阻障了周围土液化的产生。液化场中地下结构周围设置碎石排水层,结构周围则不会液化,远处液化场超静水压力显著降低,结构不出现上浮,结构下沉,水平漂移减小,内力增大。研究成果为地下结构穿越液化土层设计提供理论及试验基础。

摘要：文章以南京纬三路过江隧道为工程背景,通过合理简化假设,建立了盾构隧道无衬垫接头在不考虑螺栓作用和考虑螺栓作用情况下的受弯计算模型,推导了不同轴力作用下不同受力阶段中接头转角弯矩关系的显式解析解。并将不考虑螺栓作用时的解析解与有限元数值计算模型进行对比,表明了理论分析中所采用的简化假设的准确性。利用解析解分析了不同轴力时有无螺栓情况下接头受弯力学行为的差异,比较了接头的极限弯矩,总结了螺栓的作用,对工程设计有较大参考价值。

摘要：场地液化除引起场地失稳和沉降外,也会对场地加速度反应产生重要作用。基于Finn模型实现自由场液化数值模拟试验,研究典型液化场加速度反应问题。研究结果表明:液化场加速度反应幅值与输入加速度幅值有关,液化场加速度放大倍数随输入地震动的增大而减小;液化场加速度反应大小与输入频率有很大关系,可液化场加速度反应的频率特征为:低频输入加速度反应幅值放大、高频输入反应幅值缩小,低频强化效应明显大于高频弱化效应;干砂弹性场也有低频放大高频滤波效应,但没有液化场显著;对于低频激振,若可液化场加速度经过放大且场地发生液化,场地加速度则衰减,若可液化场加速度经过放大但场地仍然未液化,场地加速度则维持稳态受迫振动状态;弹性场加速度反应从下到上逐渐增大,地表面放大最显著,液化场加速度放大在场地腰部最显著;高幅值输入易掩盖液化场加速度反应频率特性,低加速度幅值、低频输入下液化场的频率特性较明显。液化场地下结构抗震设计采用常规弹性场加速度反应系数,则会导致地下结构处于不安全状态。研究成果为液化场地下结构动力分析提供理论及试验基础。

摘要：根据常规的岩爆判据,可以确定岩爆的大致分布区域,但难以得到岩爆的破坏形迹(Damaged Shape of Rockburst,DSR),为此根据岩爆的特点,推导了裂纹失稳扩展的临界长度和临界应力条件,提出了计算DSR的两级预测方法:通过裂纹失稳扩展时的临界应力,对DSR进行一级预测;在一级预测的DSR范围内加入预设裂纹,进行DSR的二级预测。针对断裂数值模拟方法的缺点,建立了基于扩展有限元(XFEM)模拟裂纹动态扩展的思路,依托ABAQUS平台,建立了XFEM二次开发的分析框架,编制了扩展有限元分析程序,进行了相关的实例验证;结合依托工程嘎隆拉隧道,从岩爆的机制、裂纹的数值仿真等方面开展研究,研究成果对高地应力地下工程的岩爆预测具有一定的参考意义。

摘要：根据冻融循环条件下岩体水分运动和热量迁移的基本规律,基于连续介质力学、热力学以及分凝势理论,建立低温岩体温度场和渗流场耦合控制方程,该耦合方程不仅考虑了热传导、相变潜热和渗流速度对温度分布的影响,而且分析了由分凝势引起的孔隙水流动对渗流速度以及渗透压力分布的影响,实现了温度场和渗流场的双向全耦合。并将研究成果与***等的模型试验和现场试验进行对比分析,结果表明,所建立的耦合控制方程计算结果与实测结果吻合较好。在此基础上,应用此耦合模型数值仿真寒区隧道,对隧道温度场分布规律和冻融圈大小进行分析,该计算结果能为寒区隧道的设计和施工提供一定的参考。

摘要：初始地应力是大型地下洞室群设计与施工所要考虑的重要因素之一。结合大岗山水电站工程地质条件以及实测地应力资料,分析了地下厂房区初始地应力的影响因素,建立了基于侧压力系数的三维地应力反演模型,提出Nelder-Mead法与有限元联合反演法,将有限元程序作为一个单独模块嵌入到Nelder-Mead算法程序中,对建立的地质概化模型进行计算,以实测点地应力值与计算应力值建立精确罚函数误差模型,进行优化逼近分析。通过实测点的计算应力值与现场实测值的比较,从而获得地下厂房区初始地应力场较为合理的分布规律,为水电站开挖模拟及长期稳定性分析提供了合理的初始条件。

摘要：基于泡沫混凝土作为隧道隔震材料在力学性能上的要求,开展了影响泡沫混凝土隔震性能的九因素四水平正交试验,通过正交试验得到了影响泡沫混凝土隔震性能的主要因素及各组分的最佳配合比,并研制得到了一种高性能泡沫混凝土。静力与动力试验结果表明该高性能泡沫混凝土的强度、延性、防水性能较普通泡沫混凝土都有明显改善。同时,为验证其作为隧道隔震层的减震效果,将其运用于西藏嘎隆拉隧道洞口段的抗震计算中。数值计算结果显示高性能泡沫混凝土可以有效降低隧道衬砌单元的应力及塑性破坏区的大小,从而证明其具有良好的隔震性能。综合考虑高性能泡沫混凝土的隔震性能与经济性,研究成果对高烈度区隧道的抗震设计有较好的借鉴意义。

摘要：随着西部高速公路的大规模建设,受地形和施工场地的限制,小净距隧道已越来越多地在工程实际中使用。由于小净距隧道施工工艺复杂,围岩变形和破坏机理也较为复杂,隧道的施工和支护时机对围岩和支护结构的稳定性影响很大。结合正在施工的沪-蓉-西高速公路漆树槽分岔隧道小净距段的施工特点,开展隧道在不同荷载释放比例下不同支护时机对围岩稳定性影响的研究。研究结果表明:支护越早,衬砌和锚杆承担的荷载越大,围岩的塑性变形和塑性区范围越小。及时施作二次衬砌,可以显著控制岩柱部位的变形,改善围岩的应力状态。研究成果将对同类条件下小净距隧道的施工和设计具有指导意义。