摘要：隧道围岩全过程变形是认识支护与围岩相互作用演化机制的基本前提,也是围岩稳定性评价和支护设计的重要依据。在对40座隧道与地下工程围岩全过程变形进行收集和整理的基础上,系统分析了隧道围岩全过程变形及其关键节点、围岩变形速率与变形加速度分布规律与影响因素。研究表明:隧道围岩超前变形量和基本稳定变形量随施工进度呈总体增大趋势,随开挖半径呈减小趋势,而相应的位移释放率则无明显相关关系;随着围岩级别的增大,超前变形量与基本稳定变形量增大,而相应的位移释放率则反而减小;通过改进Hoek公式对深、浅埋条件下围岩全过程变形进行拟合,拟合优度在0.95以上,可为围岩损失位移的求解提供依据;隧道围岩变形速率随时间发展趋势为先增大后减小,而变形加速度则表现出"正弦曲线"特征,二者随隧道半径和施工速率变化显著。根据分析结果,指出对于不良地质条件下的大断面隧道,围岩变形速率小而变形持续时间长,此时围岩稳定性的判断应以变形加速度作为主要指标,并进一步给出了变形加速度阈值的确定方法。

摘要：文章围绕北京城市地下道路立交隧道设计施工中亟待解决的横纵向合理间距确定这一关键问题,以城市地下道路三车道隧道为例,基于北京城区地质条件的分层概化,采用数值模拟方法计算分析了30种工况(5种竖向间距和6种水平间距)下围岩变形规律与稳定性特点,指出竖向间距和水平间距对地表沉降、立交部位洞周位移和地层塑性区等的影响规律,提出了建议的立交隧道横纵向合理间距和结构加强范围。结果表明,水平间距对立交隧道地层变形影响显著,宜取1倍隧道洞径以上;且无论水平间距多大,受立交隧道施工影响较为显著的区域主要集中在距立交中心点3倍洞径的圆形区域。

摘要：结合目前研制的中心轴式预切槽机械开展现场试验的需要,数值模拟研究顺序3段、5段、7段和跳跃7段切槽方式对于地层沉降、预筑拱变形及受力的影响,并在宝兰客专洪亮营黄土隧道现场进行了1环切槽及灌注混凝土试验,以测试预切槽机械的性能。结果表明:随着切槽分段数目的增加,地层沉降和预筑拱的收敛变形均逐渐减小,顺序7段切槽方式在控制地层和结构变形方面最为有利;预筑拱拱脚在4种切槽方式下均会承受较大拉应力,且超过了混凝土抗拉极限强度,其他部位拉应力均在安全范围内,因此应在拱脚处增加锁脚,并及时对预筑拱进行加固,以提高预筑拱的抗拉能力,防止其结构发生破坏;分段切槽灌注模式在黏质黄土中成槽的稳定性较好,而在砂质黄土中成槽的质量和灌注成型的预筑拱质量较差。

摘要：为探究无缝换乘地铁车站的地震响应特性,提高对此类车站结构抗震性能的认识,首先开展此类车站结构缩尺模型的振动台试验.试验方案设计包括试验模型的制备、试验测点的布设与采集、试验加载工况设计;随后对模型试验过程进行三维有限元数值模拟.通过对比数值模拟与实测结果,分析模型土的加速度响应规律、结构模型的应变和内力响应规律以及侧墙上的土压力响应规律.结果表明:数值结果与实测结果吻合较好,验证了本文建模方法的合理性;对于无缝换乘地铁车站结构模型,车站交叉端部对车站结构构件的变形、内力以及周围土层影响明显,而当与车站交叉端部的距离超过1.5倍的车站结构宽度以后,影响基本消失.上述结论可为复杂地铁车站地震分析的三维计算方法以及此类型车站结构的抗震设计提供有力支持.

摘要：为解决复杂城市环境下浅埋大断面隧道施工进度慢、机械化程度低、安全风险高等难题,借鉴"及时支护,强支护"的控制理念,设计出一种高强度、大刚度的装配式空间网架支护结构。为明确该结构作为隧道初期支护的变形特性和力学机制,优化构造参数,该文综合考虑主肢钢管直径和壁厚参数变化的影响,开展空间网架螺栓端板节点构件的抗弯承载性能研究,就变形破坏形态、极限承载力、弯曲挠度及应力应变演化规律进行了深入分析。研究结果表明:在整个荷载-挠度历程曲线中,空间网架结构经历了弹性增长阶段、塑性发展阶段和最终破坏阶段;增加钢管直径和壁厚,均能不同程度上提高结构的极限承载力和抗弯刚度,改善构件的应力应变状态,其中钢管壁厚对新型支护结构的力学性能影响更为显著;现场试验表明空间网架整体受力呈现"上大下小""不均匀对称"的特点,拱肩及拱顶部位应力普遍较大,拱腰部位次之,下台阶拱脚最小;拱架安装机械化显著提升了立拱效率,提高了机械化作业水平,保障了施工安全。研究成果不仅丰富了地下结构支护形式,还为该结构在相关工程中的结构设计、参数优化及推广应用提供借鉴。

摘要：基于BP(Back Propagation)神经网络法,收集对比130个公开的地下封闭爆炸数据,区分黏土、砂性土和岩石三组围岩介质,简化地下任意点爆炸围岩介质峰值力的多因素影响,分析爆炸比例距离、纵波波速、密度和饱和度等特征参数产生的权重影响,考察爆冲的输出峰值压力特征,提出土中任一点围岩介质峰值压力的简易预测方法,并通过与经验方法对比,验证简易方法的实效性。利用Matlab建立不同隐含层单元数的BP(Back-Propagation)神经网络,当隐含层分别选择6、7、6个神经元时整体网络性能最佳,该条件下对比测试样本的BP神经网络、经验公式和多元回归分析方法(MVRA)的预测效果,BP神经网络方法得到最小平均绝对误差。在各围岩介质数据的误差对比分析中,BP神经网络法得到砂性土的预测误差相对最小,相比经验公式和多元回归分析优势明显。在同一围岩介质参数的敏感度分析中,纵波波速对峰值压力产生最显著影响。将工程实例参数带入对比BP神经网络和MVRA,考虑不同介质反射系数得到峰值压力预测值和拱顶爆炸荷载峰值实测值的相对误差可小于20%。该估算方法可为类似地下结构防护设计值提供一种简化参考。

摘要：跨海沉管隧道因其回淤强度大、晾槽时间长等特点,大量累积的回淤物威胁到沉管隧道的安全性。以深中通道沉管隧道为背景,总结试挖槽试验中回淤时空变化规律,研究回淤对基槽边坡稳定性的影响,深入分析坡面回淤的局部稳定性影响因素,结果表明:①回淤平面分布差异明显,槽底、北坡、南坡的回淤量依次减小;回淤竖向分布不均,从上至下呈递减趋势;回淤全年分布不均,洪季时回淤量大,进入枯季后回淤量减小。②基槽边坡稳定性主要受坡面回淤控制,放坡清淤可明显改善坡面回淤的稳定性;回淤厚度、清淤坡率、基槽坡高、边坡坡率增大及回淤抗剪强度降低均不利于坡面回淤的稳定性,清淤坡率应考虑各影响因素和所处季节综合确定。

摘要：基于土压平衡盾构隧道关键施工要素分析,提出1种可进行渗流—应力耦合分析的精细化数值模拟方法。依托天津地铁6号线天托站—一中心医院站区间盾构隧道工程,模拟分析关键施工参数对地层及结构变形的影响规律,并通过实测数据验证模拟结果的合理性。结果表明:通过向盾壳单元施加恒定节点速度模拟盾壳—土体摩擦作用,能够反映盾壳—土体界面的真实剪应力状态,避免盾壳姿态发生倾斜引起附加土体位移;通过向等代层单元施加单元流量边界(流入)模拟同步注浆过程,能够反映浆液引起地层孔压边界的改变;开挖面支护压力的增大可一定程度减小地层沉降和管片环椭圆化变形;盾壳—土体摩擦力的增大将显著增大刀盘前方地层的隆起、盾尾后方地层的沉降、地层沿隧道轴向和横向的水平位移以及管片环椭圆化变形;同步注浆量的增大可有效减小地层沉降、地层沿隧道轴向的水平位移以及管片环椭圆化变形。现场实测数据与数值模拟结果具有很好的一致性,验证了数值模拟方法的合理性。

摘要：以深圳地铁7号线、9号线四条小净距隧道近距离下穿既有地铁1号线工程为研究背景,通过离心模型试验方法,分析了小净距隧道群施工对周围土体应力影响规律,揭示了盾构多次近距离穿越施工引起既有线变形及受力变化机理。研究表明：（1）小净距四线隧道开挖具有明显的＂群洞效应＂,隧道群的形成会导致松动区扩大、土拱向上扩展,从而引起新建隧道承受竖向土压力增加;（2）既有隧道沉降随穿越次数的增多而增大,最终沉降为4次穿越叠加的结果,峰值位置基本位于4条隧道中心线正上方,盾构隧道每次穿越引起沉降增幅为13%~48%,穿越区域横向影响范围可达60 m以上;（3）新建隧道的开挖对既有隧道环向弯矩的影响不大,弯矩变化不超过10%,而对既有隧道纵向弯矩影响较大,随着穿越次数增加纵向弯矩明显增大,这也是隧道下穿施工引起纵向裂缝和渗漏水的主要原因。结合数值模拟计算进行对比分析,得到规律与试验相一致,进一步验证了试验结果对实际工程的可靠性。

摘要：依托下穿大连地铁1号线会展中心站的大连市南雁四回路输电线路改造时电力隧道爆破施工工程,根据设计文件和试验段试验结果确定电力隧道爆破方案和参数;基于对振动引起人员舒适性评价指标的调研,选取最大加权振动烈度(KBFmax)作为评价指标;监测电力隧道爆破施工引起既有地铁车站内不同位置处质点的峰值振动速度及相应主振频率,同时调研距离本车站最近的司乘人员和站台人员是否有明显异常震感;依据计算得到的KBFmax和车站内人员的震感定量分析爆破振动对车站内人员舒适性的影响,并提出适用于既有地铁车站内人员的KBFmax。结果表明:轨道基床上质点的KBFmax≥9.6时,司乘人员有较明显异常震感,KBFmax≤9.3,无明显异常震感;站台上质点的KBFmax≥11.0时,站台上的人员有很明显异常震感,KBFmax≥8.6时,有较明显异常震感,而当KBFmax≤7.7时,无明显异常震感。建议适用于既有地铁车站内人员的KBFmax取值为8.6。