摘要：为研究锈蚀对钢筋混凝土破坏形式和粘结性能的影响,通过对通电加速锈蚀试件进行拉拔试验,获得试件破坏形式、极限粘结强度与滑移值随保护层厚度和锈蚀率的变化规律,再建立锈蚀钢筋拉拔试件模型,分析全粘结段应力分布情况。研究结果表明:(1)试件破坏形式可大概分为保护层脱落破坏、拔出破坏(产生裂缝)、拔出破坏(不产生裂缝)三种类型;(2)保护层较小时,最大拉力随锈蚀率增大而减小,保护层增大到一定程度,最大拉力随锈蚀率增大出现先增后降的现象,最大拉力对应的滑移量随锈蚀率增大均减小;(3)相同锈蚀率下,粘结强度和滑移量与保护层厚度成正相关,且保护层厚度越小,粘结性能损失越快;(4)靠近加载端或自由端位置粘结应力最大,中间段分布均匀。拉拔过程中,粘结应力整体水平逐渐增大,峰值现象也逐渐凸显,粘结应力峰值随锈蚀发展逐渐下降,且峰值由自由端移动到加载端。

摘要：为探究变荷载条件下的双层衬砌结构力学特性演变规律,依托武汉地铁8号线越江盾构隧道工程,基于水下隧道外部荷载的周期性变化规律,结合双层衬砌盾构隧道施工特点,采用有限元软件ANSYS,对水土荷载作用变化时双层衬砌结构的力学特性进行深入探究。研究结果表明:(1)在水位上涨和河床淤积的影响下,二次衬砌施作越早,其内力值越大,受管片接缝影响,内力分布的不均匀性越显著,管片衬砌结构的内力量值越小,其内力分布规律无明显变化;(2)二次衬砌施作得越早,管片轴力量值的降幅远高于管片弯矩降幅,管片可能发生偏心受拉破坏,同时二衬轴力、弯矩的量值也会显著增大,且轴力的增幅远高于弯矩增幅,此时二衬可能发生受压破坏;(3)水位上涨对管片的弯矩无明显影响,但会显著提高二衬的弯矩和轴力。

摘要：现行铁路隧道防灾疏散救援设计中火灾烟气毒性的考虑主要针对平原地区,随着海拔升高,洞内氧气浓度降低,造成火灾烟气中有毒气体尤其是CO毒性加剧,受困人员对同浓度CO耐受时间降低。因此按平原地区火灾烟气CO浓度控制标准进行设计的安全性有待商榷。文章结合CFK公式,基于30 min内致死和5 min内丧失疏散能力两种情况,对同一火灾烟气CO浓度下海拔高度对人体耐受时间的影响及不同海拔高度下隧道火灾烟气CO浓度限值开展了研究。研究结果表明:海拔高度增加和火灾烟气CO浓度增大均加快了人体COHb浓度快速增长阶段的变化速率;随海拔高度增加,同一火灾烟气CO浓度下人体耐受时间逐渐降低,给出了不同海拔高度下人体CO耐受时间折减系数预测公式;以人体COHb浓度值不超过60%和28.6%为基准,针对不同海拔高度铁路隧道30 min内致死及5 min内丧失疏散能力两种情况,分别建立了其火灾烟气CO临界浓度计算公式。

摘要：依托我国西部高烈度地震区穿越大型活动断裂带隧道工程,开展穿越断层带多破裂面隧道振动台试验。根据测点加速度响应、动应变响应、位移响应和震后裂缝形态,研究隧道节段式衬砌结构和围岩在强度递增地震波激励下的能量、损伤变化特征,基于希尔伯特–黄变换(HHT),从Hilbert边际谱和瞬时能量谱角度讨论围岩和隧道结构的地震损伤发展。研究结果表明:(1)强震作用下模型土表面同震位移显著,根据破裂面两侧围岩同位错量可定义断层破碎带内的主、次破裂面。(2)断层下盘主破裂面附近隧道结构的损伤发展滞后于上盘,0.4 g地震作用下主破裂面附近隧道结构主频和边际谱峰值降幅最大达到了29.1%和87.1%,损伤发展程度远大于其他部位。(3)隧道结构以受拉开裂为主,0.2 g地震作用上盘主破裂面附近仰拱出现拉裂破坏,而拱腰在0.4 g地震作用产生拉裂破坏。(4)断层上盘围岩在0.5 g地震动下主频降幅达到34.7%,围岩损伤程度明显超过下盘和断层破碎带中部。(5)根据隧道结构破坏形态,仰拱是隧道抗震薄弱部位,出现了不同程度开裂,需要加强隧道仰拱的抗震与减震耦合设计;断层上盘交界面附近隧道结构地震损伤最为严重,断层破碎带中部隧道结构震害较轻,穿越断层破碎带隧道需分区抗震设防。本文结论可为高烈度地震区隧道工程抗震与减震设计提供一定的参考依据。

摘要：为解决高应力软岩隧道锚孔,尤其是深锚孔的稳定有效成孔难题,以渭武高速木寨岭公路隧道为工程依托,对围岩钻孔机理进行分析,选择适宜锚杆钻机与不同型号和不同参数的钻具,开展现场钻进和锚索安装试验。从钻具失效模式、钻进工效、使用寿命及成孔效果等方面研究高应力软岩隧道适宜成孔钻具。研究结果表明:钻孔直径增加导致钻具螺纹连接处的应力复杂化,钻具出现了连接处断裂的非常规失效模式。后倾角是PDC钻具钻进工效和使用寿命的关键影响因素,设计应以20°为基准,软岩条件下适当减小其值可显著提升钻进功效,但会减小钻具的使用寿命。小、大组合式钻具由导向钻具(28 mm)和扩孔钻具(45 mm)组成,其中的导向钻具起到了增强钻具定位、提前释放围岩高应力作用,且采用较小后倾角(17.5°)设计以实现快速钻进。扩孔钻具采用3 PDC片形式以实现锚孔圆顺性的提升,使得小、大组合式钻具在使用寿命和成孔效果等方面较单一直径钻具均有显著提升,单个使用寿命达到60 m,10 m锚索的机械推入率降至9%。研究成果可为适配高应力软岩隧道(深)锚孔有效钻进需求的成孔钻具选型提供支撑和实践基础。

摘要：以在建荷坳隧道为工程背景,采用有限元方法建立管片-内部结构三维精细化数值计算模型,通过分析内部结构不同施作时机下管片与内部结构的受力及变形,研究内部结构施作时机对特大断面盾构隧道管片衬砌受力性能的影响。结果表明,提前施作内部结构可以有效增加管片环横向刚度,并提升内部结构分担管片应力的占比,以将内部结构施作时机由5‰椭圆度提前至3‰椭圆度为例,管片与内部结构变形极值分别减小28.47%与32.83%,管片及其钢筋应力极值分别减小50.0%与14.4%,内部结构及其钢筋应力极值分别上升70.37%与19.55%;内部结构施作时机对管片环及内部结构的变形与应力分布规律基本无影响,但提前施作内部结构可使得管片及钢筋应力分布更加均匀;内部结构对管片环水平变形有较强抑制能力,以施作时机3‰椭圆度工况为例,内部结构施作后,管片竖向位移继续增加约19.0%,而水平位移仅增加0.36%,变形形态由“横鸭蛋状”转为“蝴蝶状”。

摘要：为构建适用于铁路隧道施工建设阶段碳排放预测的算法模型,以某铁路隧道建设工程为研究案例,首先基于碳排放计算体系量化得到案例隧道的施工碳排放量与各子阶段碳排放占比;然后采用多种机器学习算法构建不同预测模型,结合动物优化算法对预测模型进行参数调优,选用R2、MAE、MSE、RMSE、MAPE、SMAPE等评价指标对比分析拟合效果,筛选最佳预测模型,并基于SHAP值分析各参数变量的重要性程度。结果显示:建材生产阶段对隧道施工碳排放的贡献最大,建材运输阶段的碳排放最小;BP神经网络相对随机森林、LightGBM、SVR、极限学习机等算法的回归效果更好,并且通过对比使用PSO算法、WOA算法和SSA算法优化后的回归预测模型,WOA-BP算法的拟合效果最好;基于SHAP算法的分析,各参数变量的特征重要性排名依次为:开挖面积>围岩等级>开挖工法>埋深。

摘要：为进一步提高隧道防灾疏散救援设计水平,依托叙毕铁路隧道工程,采用理论分析和数值模拟验证的方法,对采用单辅助坑道作为紧急出口的隧道通风计算方法进行进一步讨论。结果表明:(1)对于单线隧道采用辅助坑道作为紧急出口的隧道防灾通风设计,应考虑正洞段风阻的影响;(2)对于单线隧道采用辅助坑道作为紧急出口的隧道防灾通风设计,应采用网络法进行计算;(3)在单紧急通道防灾救援模式下,对于采用600 m以下的辅助坑道作为紧急出口的单线隧道,简算法计算结果与网络法计算结果相比,计算差别较大;对于辅助坑道600 m以上、1100 m以下且正洞与紧急通道总长在10 km以下的隧道,简算法与网络法差别不大;对于正洞加紧急通道总长度大于10 km的隧道应采用网络法进行计算。

摘要：该文以苏州某综合管廊项目为依托,自主设计了一个城市综合管廊模型实验平台,开展了城市综合管廊管线、支架、通风风速等因素对管廊通风效果影响的研究。通过该实验,向学生直观展示了实验平台的安装和调试、实验具体操作以及实验数据采集的完整过程,能够使学生很好地理解实验设计的基本思路,并提高动手操作能力和综合实践能力。

摘要：为研究城市深埋黏土隧道受力特性及变形破坏机制,开展室内相似模型试验。采用自主研制的隧道全断面掘进试验装置,运用位移、土压力、应变量测装置及石英砂标记方法,研究开挖过程及不同埋深下隧道受力与变形特征,分析衬砌结构的最终破坏形态,通过数值模拟证实模型试验的有效性。研究结果表明:隧道开挖后土体裂纹集中分布于开挖面左上方且以压剪破坏为主,隧道开挖引起了土体的纵向不均匀沉降且邻近洞口段土体沉降最大;在50~500 m埋深条件下,土体沉降随着深度的增大而减小,土压力竖向衰减幅值大于横向,隧道结构拱底土压力最大,右拱腰和拱顶次之,左拱腰最小,隧道能够承受的埋深极限为150m;受非对称荷载作用,衬砌右部结构破坏比左部严重,衬砌结构收敛变形类似“横鸭蛋”形状,洞口段拱顶向内收敛最显著,而衬砌末端水平扩张变形明显。试验结果揭示了深埋黏土隧道地层–结构相互作用机制,为深埋地铁隧道安全施工提供了参考依据。