摘要：针对山岭隧道坍塌风险评价的多指标性和不确定性的特点,将集对分析法与信息熵理论相结合,应用于山岭隧道坍塌风险评价。首先,综合考虑隧道坍塌的孕险环境和致险因子,选取围岩级别、地下水、不良地质、初期支护刚度、开挖方法、施工技术水平和施工管理水平等主要影响因素作为评价指标。其次,将集对分析法引入到隧道坍塌风险评价中,从同、异、反的角度分析隧道稳定-失稳的确定-不确定性问题,并构建评价指标与分级标准的集对体系。然后,将坍塌风险评价指标划分为效益型指标和成本型指标两大类,基于集对分析法计算各指标的单指标联系度。同时,引入信息熵理论确定评价指标客观权重,并将其耦合到评价指标的单指标联系度中,构建隧道坍塌风险评价的熵权-集对综合联系度评价模型。最后,利用置信度识别准则判定最终坍塌风险等级。以宾房2号隧道为例,对右幅隧道K31+500~K31+660浅埋段进行了重点分析,评估结果与现场实际情况较吻合。结果表明:基于集对分析法建立隧道稳定-失稳的确定-不确定性关系,较好地解决了山岭隧道坍塌风险等级评价中多指标性和不确定性;利用修正熵权法确定指标权重,减少了人为因素影响;引入置信度识别准则判别隧道坍塌风险,较好地弥补了最大隶属度原则取大运算造成评价结果失真的缺陷。该方法评价过程合理,结果可靠,是一种有效的坍塌风险评价方法,为山岭隧道坍塌风险评价提供一条新的研究思路。

摘要：建筑信息模型(BIM)在建筑领域应用越来越广,然而在山岭隧道工程中,由于结构形式较上部建筑有很大区别,利用Revit等BIM软件建立精细的山岭隧道结构三维模型尚存在困难且难以重复利用。针对该问题,首先系统地提出了山岭隧道结构BIM模型分解方案,将模型分解为基本构件并沿轴线划分为基本单元,根据构件特点给出单元长度确定原则,并根据其是否具备可复用性分为标准段与特殊段。其次,将模型分为3个细节层次(LOD100,LOD200,LOD300)以满足不同设计阶段的需要,提出标准段单元的多尺度参数化建模方法,为隧道结构BIM建模提供了依据,并为提高BIM模型可视化管理效率奠定了基础。最后,提出了模型基本单元自适应拼接方法,根据隧道轴线的里程桩号及其对应的三维坐标与设计断面类型,将不同长度的标准段与特殊段单元模型按照离散化的轴线自动拼接,形成完整的隧道模型。以云南省保泸高速老营隧道为工程背景,利用Revit软件建立了隧道结构标准段与特殊段参数化模型单元,采用Unity3D软件并编写拼接程序,实现了模型单元的自适应拼接与多尺度分级加载,得到完整的老营隧道结构BIM模型。多尺度参数化建模与自适应拼接方法提高了隧道工程结构三维模型的复用性与建模效率,对BIM技术在山岭隧道工程中的应用具有一定的借鉴作用。

摘要：山岭隧道施工阶段的围岩动态分级以开挖揭露的围岩为评价对象,随着隧道开挖支护循环动态进行。由于隧道施工的时效性,要求围岩分级不仅要合理且其评价指标要取值简便、实施过程快捷。以岩体结构控制论为基础,选取岩块强度、结构面发育特征和岩体结构特征作为基本分级因素,选取地下水、地应力发育状态和不利结构面产状影响作为修正因素;采用Bieniawski模型作为数学模型,并给定各因素权重;用字符RMD表示围岩动态分级各因素的评分,并给出各因素的定性特征和定量指标及其对应的评分区间;总评分采用百分制,并等分为五级,从差到好依次对应Ⅴ级、Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级和Ⅰ级围岩。结合河北省境内若干条山岭隧道的2000余幅掌子面的围岩分级实践,将本方法与国标BQ法进行了比较。结果表明:RMD评分与[BQ]值呈线性关系,其分级结果与BQ法有较高的一致性。

摘要：为研究地震作用下山岭隧道跨断裂带段及洞口段的动力响应及其破坏机制,以国道318线康定折多山隧道工程为背景,设计并开展隧道长达8 m的大型地震动模拟振动台试验,对比分析处于不同围岩条件中衬砌结构的动力响应规律及其破坏机制,研究结果表明:在本次振动台试验中,隧道衬砌结构的加速度、动土压力以及应变等响应主要受周围围岩条件的影响,其所处的围岩质量越差地震反应越强烈。在三向地震作用下,隧道衬砌结构的PGA放大系数随着地震波幅值的增加逐渐减小,各部位间动土压力和应变差值逐渐增大并进入偏心受力状态,横截面共轭45°为主要受力方向。此外,衬砌结构的纵向破坏由洞口处向深部围岩发展,且各段衬砌具有相同的破坏机制,即破坏过程为自“仰拱→拱脚→拱肩→拱顶”发展。对比分析处于不同围岩条件中衬砌结构的最终破坏形态,洞口和断裂等围岩条件较差段衬砌结构的震害较为严重,且下部结构的震害明显比上部结构严重。因此,在实际工程中需重点关注洞口段和断裂带段衬砌结构的抗震设防,加强衬砌仰拱、拱脚等下部结构的加固设计。

摘要：针对山岭隧道洞口抗震风险的随机性与模糊性特点,提出采用模糊综合评价模型对其进行风险评估。通过统计分析汶川地震中山岭隧道洞口段震害资料,总结影响隧道洞口震害的因素,再遴选出主要因素作为模糊综合评价的影响因子。采用层次分析法和隶属函数分别计算隧道洞口段震害各风险因素的相对权重及各风险因素对风险水平的隶属度,将各相关风险因素的权重与风险因素对风险水平的隶属度进行模糊综合运算,得出隧道洞口抗震风险水平。最后采用模糊综合评价法对实际工程进行抗震风险评估。研究结果可供高烈度地震区隧道洞口抗震设计提供参考。

摘要：通过对62座初期支护发生破坏的隧道资料的收集和整理,总结出隧道初期支护破坏的等级,将造成初期支护破坏的原因分为客观因素和主观因素2种,统计表明,隧道初期支护破坏的全部影响因素中,人为可控的主观因素的比重占到了25%。然后运用层次分析法和模糊综合评判法相集成的方法,建立了隧道初期支护安全性综合评判模型,对风险应对措施提出了科学合理的要求,最后通过实际工程验证了该模型评判方法合理性。

摘要：膨胀性围岩具有吸水膨胀的特性,不仅使隧道支护结构的受力和变形显著表现在施工阶段,其"后荷效应"还长期呈现在运营阶段,从而有别于一般的隧道。文章采用弹性力学原理,研究推导了隧道围岩在不同膨胀条件下,隧道支护结构所受压力及变形的解析解;从理论上,分析判明了在随围岩膨胀率变化、结构支护刚度变化和围岩膨胀压力变化的情况下,隧道支护结构受力与变形关系及分布规律;结合工程实例,采用有限元方法进行了验证。计算结果表明该解析解具有一定的可靠性,能为该类隧道的设计和施工提供依据,对建成后的结构长期安全性评价,也有重要意义。

摘要：为确保隧道施工安全,基于突变理论建立隧道塌方风险评价的突变理论模型。基于我国近300例隧道塌方资料的分析,结合隧道的地质因素、勘察设计因素以及施工因素,选取围岩级别、地下水、偏压、埋深、地质勘查、开挖跨度、施工技术水平和施工管理水平这8个主要因素作为山岭隧道塌方风险评价指标,并对这8个评价指标分别进行定量描述;在对红岩寺隧道孕险环境及风险诱因分析基础之上,运用突变理论模型对红岩寺隧道进行塌方风险评价。研究结果表明:结果与实际施工情况一致;但由于施工单位未采取积极的风险规避及控制措施,且连续强降雨,导致发生"关门"式塌方灾害;针对发生的"关门"式塌方采用超前小导管与管棚相结合的注浆法处治方案,施工中遵循了"先加固、防扩展、后处理、稳通过"的处理原则,成功完成塌方段治理,且效果显著。

摘要：以国道318线黄草坪2#隧道为原型，开展大型三维振动台模型试验，重点研究隧道结构的地震动力响应规律及隧道与围岩的相互动力作用。通过对模型试验的关键技术研究，建立一套山岭隧道大型振动台模型试验设计、制作、加载及测试的工艺与方法流程。模型震害分析表明：隧道洞口边坡以开裂和滚落石震害为主，坡面加速度沿高程方向递增且具有一定的放大效应，在坡面原生裂缝和薄弱部位极易出现震害；隧道结构以衬砌开裂和掉块震害为主，初期支护和二次衬砌出现裂缝的部位不同，但钢筋网能够有效地阻止裂缝的发展。模型试验结果表明：隧道结构的加速度响应要大于周边围岩且对周边岩土体的加速度响应有一定的放大效应；对于一般的硬岩质山岭隧道来说，隧道洞口段0～50m范围的加速度响应较大，为隧道抗减震设防的重点区域；山岭偏压隧道横向不同部位的地震动力响应存在明显差异；当地震波从隧道底部小角度入射时，隧道结构的加速度响应最强烈，对隧道结构的安全性是非常不利的；随着加载地面峰值加速度（PGA）的增大，隧道不同部位的加速度响应增大，但当隧道结构进入非线性破坏状态后，PGA呈减小趋势，地震能量逐渐被耗散。

摘要：我国西部地区的长大山岭隧道在选线时多要穿越活动断裂带,面临断层运动对结构设计和安全运行的挑战。该文以滇中引水工程香炉山隧洞为工程背景,基于自主设计的用于模拟走滑断层运动的试验装置,研究走滑断层运动下岩体的破裂特性以及采用铰接设计的隧道模型的响应规律和破坏模式。试验结果表明:走滑断层运动下岩体地表位移在断层滑动面处存在明显的不连续;隧道与断层滑动面相交的节段衬砌横截面由圆形变为竖椭圆,且在给定50mm的断层错动量下水平轴直径变形率达到6.57%;隧道与断层滑动面相交节段衬砌在断层运动下产生约5°的水平偏转,且与相邻节段衬砌间有明显错台发生;与连续隧道相比,铰接设计可以显著降低衬砌结构的应变响应。此外,铰接体系隧道的破坏模式以环向裂缝和斜裂缝为主,在破坏程度和范围上均明显减小。