摘要：为解决JC法计算隧道衬砌可靠指标过程中极限状态选用方法的缺陷,通过随机有限元方法和Monte-Carlo法对时速350 km高速铁路双线隧道Ⅲa、Ⅳb型衬砌进行抽样计算,得到2种衬砌各截面偏心距平均值和变异系数;通过对素混凝土和钢筋混凝土衬砌极限状态功能函数及其适用条件的分析,引入几何优化法,以约束函数表示功能函数的约束条件,建立可靠指标的优化求解模型;选用寻优性能良好的Global Search函数,对2种衬砌各截面可靠指标进行优化求解,并与JC法进行对比,证明优化方法的优势。

摘要：由于管片刚度较大,高应力软岩隧道采用TBM法施工时,其管片结构往往处于受力过大状态,进而影响隧道的安全。鉴于此,以新街台格庙TBM试验斜井为依托,通过分析高应力软岩隧道变形机理,并对比目前设计中常见计算方法,提出基于特征曲线+荷载结构法的综合计算法,该方法可全面考虑软弱围岩对管片作用,对管片受力状态分析更为符合实际情况,且计算结果偏于安全。

摘要：盾构隧道钢筋混凝土管片配筋计算中一般采用统一的结构等效刚度进行内力计算,忽略了钢筋分布对结构刚度的影响,配筋结果多偏于保守。本文对隧道管片配筋优化技术展开研究,利用有限元方法建立了可描述钢筋与混凝土共同作用的结构力学模型(即纤维梁单元),通过对截面刚度进行积分,获得衬砌结构精确的弯曲刚度值。此外,在基于同济曙光三维数值平台而开发的盾构隧道管片结构计算与配筋软件中嵌入纤维梁单元模型,在管片配筋校核计算时对不同项目进行验算,进而对钢筋分布进行调整,使管片中混凝土与钢筋材料受力协调一致,实现对配筋方案的优化。研究所得的优化方案在符合受力机理以及满足设计要求的同时,很大程度节省了盾构隧道的钢筋用量。

摘要：盾构隧道施工诱发地面沉降的影响因素较多,但主要因素可归结为地层损失引起的地层变形。基于现有地层损失的理论,对引起地层损失的注浆过程进行模拟,依此研究复合地层盾构隧道施工对地层沉降的影响。研究结果表明:隧道贯通时,土体最大沉降和隆起区域分别位于隧道拱顶和拱底;浆液的硬化会对地表和拱顶的沉降速率产生影响,当浆液弹性模量达到最终硬化的75%时,地表和拱顶的沉降速率达到最大值并开始逐步减小;地表和拱顶沉降随浆液的逐步硬化而趋于稳定,且拱顶沉降趋于稳定的速率更快。

摘要：在富水软弱地层中,如何预测及控制地层扰动引起的长期固结沉降一直是盾构隧道施工面临的重要问题之一。基于FEM-FDM水土完全耦合理论,利用同济曙光三维有限元软件,分析了珠海某隧道软土区段局部加固对盾构施工引起的土体工后长期固结沉降的影响规律。数值计算结果表明:地层及隧道拱顶长期沉降槽随埋深增大逐渐变深变窄;盾构隧道基底加固分别使地表及隧道拱顶的最大沉降量减小34.2%和27%,且使二者更快趋于稳定,但对隧道结构变形的影响并不明显;加固会使隧道竖向应力有所增大,但不会改变其沿隧道轴向的分布规律;有基底加固时隧道拱腰处的超孔隙水压力消散更快,使得固结沉降更快趋于稳定。

摘要：以甬舟铁路金塘海底隧道为研究背景,采用ANSYS/LS-DYNA建立基于偏心爆炸作用下衬砌结构动力响应的有限元模型,分析管片衬砌、二次衬砌以及行车道板等结构的应力和位移响应。结果表明,40 kg TNT炸弹偏心爆炸主要影响局部构件的使用安全,其主要应对措施是及时开展隧道衬砌及内部结构的局部修复;距离起爆断面14 m,40 kg TNT炸弹偏心爆炸引起的结构位移较小;衬砌节点位移在极短时间内迅速增至最大值,随后以接近正弦脉冲的变化规律逐渐递减,随着纵向距离增加位移峰值出现的时间逐渐向后推移。

摘要：针对长江中下游流域大直径盾构隧道快速增加、运营安全控制标准不断增高的现状,依托南京五桥夹江隧道,通过三维数值仿真的手段研究了不同变形模式下典型地质区段管片结构的受力特性,并建立了隧道收敛变形与结构承载、防水性能的对应关系,提出不同模式下隧道收敛变形的控制标准。得到的有益结论主要有:(1)“横鸭蛋”变形模式下,结构依次发生混凝土屈服、螺栓屈服、钢筋屈服、接缝张开达8 mm;“竖鸭蛋”变形模式下,结构依次发生混凝土屈服、钢筋屈服、螺栓屈服。(2)可将隧道直径变形比(收敛)作为结构运营安全的控制指标,“横鸭蛋”变形模式下直径变形比不应超过7‰D,而“竖鸭蛋”变形模式下直径变形比则应不应超过3‰D。

摘要：高水压长期侵蚀、穿越软弱下卧土层复杂多变等特点使得水下电力管廊隧道结构的运营安全问题较为突出,合理开展健康监测是极为必要的。本文依托苏通GIL综合管廊大直径越江盾构隧道工程,在调研隧址地质条件、设计方案及运营控制要求的基础上,结合水土压力计算与结构力学性能分析,开展大直径高水压越江盾构隧道结构健康监测方案的研究,确定了隧道结构的监测项目、监测部位、监测仪器选型方案及数据采集、传输与处理等技术,并对监测数据的数字化管理方案进行探讨。通过研究,明确以深槽最高水压、河床冲淤剧烈、覆土变化明显、超浅埋区段及淤泥质软黏土、粉土等典型土层为重点监测部位,布设13个断面开展水土压力、钢筋应力、螺栓轴力、接缝张开监测,并全线实施沉降监测;设计了集工程信息可视化、健康监测实时管理、结构安全动态评估、仪器故障诊断等功能于一体的健康监测数字化管理方案,指导了依托工程健康监测的实施及数据评价管理。方案可供类似水下隧道健康监测参考。