摘要：本文依托武汉地铁12号线中一路站盖挖基坑工程,采用Plaxis3D有限元软件建立三维数值模型,对主体结构下部桩基桩径、主体结构底板厚度及上部覆土层厚度对车站主体结构受水浮力变形的影响展开研究,并对无特殊抗浮设计的地铁车站主体结构抗浮措施进行优化分析。结果表明:随着下部桩基桩径的增大,底板竖向变形逐渐减小,但减小幅度不明显;当上部覆土层厚度逐渐增大,其底板竖向变形不断减小,且减小幅度不断增大;车站底板厚度对车站底板抗浮影响最大,当底板厚度增大时,底板竖向变形以较大幅度逐渐减小。对无特殊抗浮设计处理的地铁车站的抗浮措施进行分析,适当增大底板厚度能有效减小车站受水浮力的影响;而增大下部结构桩基桩径影响程度较小不建议考虑;适当增加车站上部覆土层厚度能有效减小受水浮力的影响,但当上覆土厚度较大时会增加施工风险和工程成本,故非必要不建议采取这一措施。

摘要：为探索超大跨顶板折板底板错层的明挖隧道结构受力特征以指导结构设计过程,以总跨度约51 m的武汉两湖隧道三环线明挖段主线与A、B匝道结构分岔位置的超大跨断面为研究对象,借助有限元分析软件,采用地层结构法模拟三维施工过程、采用荷载结构法进行三维结构内力计算,分析其施工过程的围护结构与地层位移和运营期的结构受力情况,指出基坑设计和结构设计过程中需要重点关注的位置,为武汉两湖隧道及其他超大跨隧道设计项目提供了有益的参考。

摘要：目前在液化地基条件下盾构隧道抗震设计中,国内外对于20 m深度以下饱和砂质地层的地震液化判别方法较为空白,严重威胁着饱和砂质地层深埋盾构隧道结构的安全。基于典型饱和砂质地层地震液化判别方法,通过大量数据搜集,得到应力折减系数r_(d)与液化深度关系曲线,提出20 m深度以下饱和砂质地层地震液化简化判别方法,填补了现有20 m深度以下地震液化简化判别方法的空白。同时,针对卡纳普里河盾构隧道,利用FLAC 3D中的FINN模块建立土层三维模型对液化区域进行判断,验证了所提出的地震液化简化计算方法的正确性。研究表明:应力折减系数r_(d)随计算深度的增加逐渐减小,当埋深大于20 m时,应力折减系数取值逐渐趋于常数,约为0.5。

摘要：以武汉市轨道交通5号线新生路站—三角路站区间超近距离上跨武汉长江隧道项目为背景,探究新建隧道上穿施工引起的既有大直径隧道的地层和结构变形规律,提出既有大直径盾构隧道的变形控制标准,制定相应的保护控制措施和监控量测方案。结果表明:盾构掘进会引起下方土体发生卸载回弹,从而引起既有大直径隧道的上浮;通过新建隧道施工过程模拟,结合既有大直径隧道结构现状和运营要求,可制定偏严格的变形控制标准;盾尾空隙的支护滞后对地层变形影响较大,拟建地铁区间上跨施工时,应采取合理控制施工参数,逐环拼装管片及同步注浆,并及时完成二次注浆等措施,以进一步控制其施工对既有大直径运营隧道的影响。

摘要：目前公路隧道明洞段拱脚回填多用片石混凝土、素混凝土和浆砌片石为主,当施工工期和施工场地受限时,该常规设计方案难以满足要求。现采用流动性较好的泡沫混凝土来代替传统的拱脚回填材料,通过数值模拟选定了材料参数,最终选用FC-W12-C7.5泡沫混凝土,能够满足结构强度和抗浮要求,现场已实施成功,为类似工程提供了案例和参考。

摘要：为提高水平定向钻勘察中岩性识别的效率,基于机器学习算法采用钻进参数识别围岩岩性。以新疆某隧道工程为例,通过对水平定向钻的工作原理进行分析,采用钻进速度、校正后的钻孔底部压强、泥浆压力和进浆流量作为输入特征预测围岩岩性。对KNN(k-nearest neighbor)算法和随机森林算法各设置48个超参数,测试集的平均准确率分别为83.28%和93.04%,模型不存在欠拟合和过拟合问题。将五分类问题转化为5个二分类问题,2种算法的准确率、精确率、召回率、F_(1)值基本均在90.00%以上,受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线中曲线下面积(area under curve,AUC)也接近于1。使用Smote过采样后的KNN算法和随机森林算法都具有良好的鲁棒性和泛化能力,但综合各项评价指标可知,使用随机森林模型预测围岩岩性的效果更佳。

摘要：为精确感知环境荷载作用下隧道管片的结构形态,采用光纤传感技术,构建表贴式光纤传感元件纤芯层-防护层-基体层-被测层的多层力学模型,分析光纤应变传递机制,推导表贴式光纤传感元件的应变传递率公式,验证光纤传感元件对隧道管片结构形态感知的精度。采用1∶20缩尺模型开展试验研究,测量不同水压、土压力下管片的应变变化。结合ANSYS数值模拟,对比分析在有水压与无水压2种荷载工况下隧道管片结构的应变响应,揭示水-土耦合压力对隧道管片结构变形的影响机制。结果表明:1)在10 mm光栅长度下,光纤传感元件的平均应变传递率可达到95.1%;2)均布水压的存在对隧道管片结构变形具有一定的稳定效果;3)水-土耦合压力作用下,隧道管片结构拉、压应变变化呈现不同步现象,其中拱腰处压应变变化较拱顶处拉应变变化更为提前,表明拱腰区域对水-土耦合压力的作用更为敏感;4)有水压地层环境下,当地层荷载为0~1.6 MPa时,隧道管片结构位移呈现波动变化趋势;5)当荷载进一步达到1.6~2.4 MPa时,隧道管片结构位移呈线性增加趋势。

摘要：依托位于孟加拉湾入海口的某大直径盾构隧道,基于有限的水文基础资料,得到合理的入海口深厚淤积地层冲刷深度。首先根据经验及分析确定糙率、流量等参数,通过数值模拟计算不同径流与潮水组合工况下的河床冲刷,同时每个工况分别考虑了饱和带沙和清水两种条件,得到了冲刷深度的包络线;然后对比分析了基于多种规范要求的满足抗浮的最小覆土厚度,探讨满足掘进稳定性要求的最小覆土厚度;最后结合冲刷的研究成果,建立了该工程隧道全线纵断面合理覆土厚度的确定方案。

摘要：以香炉山输水隧洞为研究对象,利用小尺度物理模型试验和数值模拟手段,开展走滑断层错动作用下铰接式隧洞衬砌错断响应特征、破坏形态和错断破坏机制研究。对比分析有无采用铰接设计的隧洞在走滑断层错动条件下的衬砌破坏特征、整体变形和细部破坏形态,系统研究衬砌结构的纵向位移和纵向应力变化趋势,以及包括弯矩、轴力、剪力在内的纵向内力分布规律,揭示穿越走滑断层隧洞错断破坏机理,剖析铰接式隧洞衬砌抗错断机制。研究表明:(1)在走滑断层的错动作用下,断层带附近衬砌应变较大,易发生屈服破坏;(2)断层错动作用使得主动侧隧洞衬砌产生纵向裂纹,随着错动量的增加,纵向裂纹逐渐演变成环形裂纹,衬砌发生隆起破坏,同时衬砌截面形状变为椭圆形;(3)铰接式衬砌破坏主要集中于断层错动面附近,表现为衬砌节段之间发生大角度转动和断层带内变形缝压剪破坏。

摘要：将水平定向钻技术应用于超长距离隧道地质勘察,可避免传统竖直勘察的诸多局限性,改变当前隧道工程地质勘察现状。通过新疆天山胜利隧道现场采集的随钻参数构建围岩预测数据集,经过数据不平衡处理后将泥浆压力、钻进速度及修正孔底钻进压力作为围岩分类评估指标,引入多种机器学习算法构建分类模型并采取网格搜索交叉验证的方法调参优化,以准确率、精确率、召回率、F1值等指标对各模型分类性能进行评估验证与探讨。结果表明:①大部分算法对碳质板岩与片麻状花岗岩具有较好的分类性能,对石英片岩的预测准确率则较低;②随机森林、决策树与梯度提升决策树分类性能最好,AdaBoost分类器表现最差;③机器学习分类方法相对传统方法在处理非线性问题时更有优势,建立数据-物理双驱动的围岩智能分类理论与模型是今后发展趋势之一。研究结果可为水平定向钻钻孔围岩预测分类问题提供指导。