摘要：穿越断层的隧道工程在中国高烈度地震区域已经较为普遍。针对这一问题,通过振动台模型试验研究在地震作用下减震缝、内外套管结构与不设防三种隧道结构的动力响应特征与破坏形式。通过对比在水平向地震作用下的峰值加速度与截面内力,可以看出:(1)减震缝显著降低穿越断层区结构截面内力,但结构水平加速度峰值较不设防区域则略微放大,进而有可能产生相对错动;(2)内外套管系统在穿越断层区域时,全设防区域的水平峰值加速度均有所降低,其外套管隧道在地震作用下截面受力与不设防隧道相似,进而发生破坏,但内套管隧道结构则拥有很高的生存率,保障隧道结构在大震过后仍能较好通行。为今后新型隧道抗震结构提出了设计参考。

摘要：结构动力试验是探究结构地震响应机理的重要研究手段之一。目前在研究隧道工程结构地震响应机理的动力试验中所采用的模型箱主要有刚性模型箱、柔性模型箱以及层状剪切模型箱,但这三种模型箱因各自的结构特点都具有一定的缺陷和不足。为了达到更好的试验效果,文章提出一种新型试验模型箱——动静耦合模型箱,并通过振动台动力试验验证该模型箱的有效性。基于该模型箱提出了一种研究隧道工程结构地震响应的新方法——拟静力法。通过动力试验和拟静力法试验结果的对比,认为拟静力法试验可以一定程度替代动力试验,既拓宽了该模型箱的试验方式,同时也拓宽了隧道地震响应模型试验的研究方法。

摘要：为保障隧道安全运营,文章从驾驶员舒适性行车角度出发,采用室内试验的手段,以瞳孔面积变化速率和视觉震荡时间两项指标分析驾驶员明、暗适应时间,对已有照明适应曲线进行修正,并依据修正曲线对公路隧道照明设计标准进行修正,为隧道照明的安全性与舒适性设计提供理论支撑。结果表明:人眼最舒适色温为中色温(4000~5500 K),最舒适光源入射角度为20°;在入口段可通过修正亮度折减系数和安全停车视距对长度和亮度进行修正;在过渡段可通过修正入口段长度和亮度对过渡段长度和亮度进行修正;在出口段通过修正曲线提高出口段亮度时,需加长出口段长度,将出口段划分为3段,长度分别取6 s、4 s、4 s内行车距离。

摘要：随着隧道的埋深、断面尺寸、长度逐渐增大,隧道掌子面围岩的力学参数将直接影响掌子面的稳定性。传统的岩石室内试验方法人力、物力耗费较大,难以指导当前隧道智能化设计和施工,为此,提出了一种基于钻进参数的隧道掌子面围岩单轴抗压强度和弹性模量(Rb-E)解析方法。首先,从能量角度出发,提出了智能型凿岩台车冲击-推进-回转协同破岩过程中机械比能的计算公式。然后,采用数值模拟的方法,模拟智能型凿岩台车的破岩过程。通过动态分析方法,分析了单位体积的围岩在不同围岩单轴抗压强度、弹性模量条件下,钻进速度、围岩“密集单元”内能与围岩单轴抗压强度、弹性模量的动力响应规律。随后,利用能量法,建立了基于钻进参数的隧道掌子面围岩单轴抗压强度、弹性模量解析模型(DP-Rb-E)。最后,依托郑万高铁、宜兴联络线等钻爆法隧道工程开展了现场钻进试验和围岩力学参数测试,验证了该方法的可靠性。研究结果表明:在相同推进压力、冲击压力、回转速度条件下,围岩单轴抗压强度、弹性模量越大,钻进速度越慢,围岩“密集单元”的内能平均值越大;现场验证性试验结果表明,掌子面围岩单轴抗压强度解析结果与实测结果差异率为-5.52%~-20.89%,掌子面围岩弹性模量解析结果与实测结果差异率为-9.01%~-22.03%。

摘要：为研究位于边坡地形和浅埋土岩复合地层条件下的山岭隧道施工爆破振动效应和振动影响范围,验证并获得准确适用的振速理论模型,以国道317线下穿县城密集区的德格隧道为依托,利用现场爆破振动监测和回归分析对4组常用理论模型进行验证,同时,通过三维数值模拟及与理论模型计算、现场实测结果的比较,围绕爆破振速、振动影响范围以及存在的爆破振动效应进行分析.研究结果表明:4组常见理论模型计算拟合度在0.15~0.86之间,其中,唐海、朱传统和周同龄理论模型公式对应不同爆心水平距离、高程差时各有优势;理论模型计算得到的爆破振动影响范围比数值计算结果更接近现场实测结果;在隧道成洞区28 m范围内爆破施工引起的“空洞效应”明显,地表垂向最大振速由起爆点处的1.98 cm/s增大到了2.23 cm/s;爆心所在横切面内顺坡向一侧距离开挖中线10~20 m范围坡面上“边坡效应”显著,最大垂向振速达1.83 cm/s之后随爆心距增大而线性减小;在逆坡向一侧5~10 m范围内随高程增加将出现“高程放大效应”,因此,上述范围内的地表建筑应作为现场监测重点并做好防震措施.

摘要：山岭隧道矿山法施工循环作业的开挖进尺对该隧道工程局部乃至整体的施工安全性、经济性有着重大影响。针对使用管棚超前支护的隧道洞口浅埋段,采用Winkler弹性地基梁计算模型,以管棚钢管挠度为控制条件进行开挖进尺优化分析。以厦深高速铁路某双线隧道工程为依托,首先进行理论计算,同时考虑工程实际确定最优开挖进尺并指导施工,随后将现场实测数据与理论解析值对比,两者有较好的一致性。结果表明,Winkler弹性地基梁计算模型可以较真实地反映管棚在洞口浅埋段软弱破碎围岩中的力学行为。

摘要：城市综合管廊廊内温度是影响其安全运营的重要因素,为了解决综合管廊廊内温度预测困难的问题,基于传热理论建立综合管廊廊内温度预测公式。首先,根据管廊与土壤传热过程推导管廊内热平衡方程;其次,通过引入管廊空气壁面温度差拟合公式,建立管廊廊内温度预测公式;最后,将预测公式计算结果与实测数据和数值模拟结果进行对比。研究结果表明:综合管廊廊内温度预测公式具有一定的准确性,其计算结果与实测数据相比,空气温度平均误差为1.57%,壁面温度平均误差为12.14%,与数值模拟结果对比,差值在1.8℃内。应用该公式对成都市某管廊进行温度分析,该管廊在8月~11月内无结露风险,且大气温度低于壁面温度,仅需要基本的换气通风;2月~5月为结露高风险期,大气温度高于壁面温度,除进行基本通风换气外,还需要增加风量以缓解结露现象。

摘要：大型管片接头接缝面趋于复杂化,使得接头受力和变形也将有复杂反应。采用能模拟接头复杂特性的管片接头力学模型,对管片接头在同一接缝面上并存的2种不同接触情况进行力学分析。研究表明:1)当外侧缝隙量适当增大时,能延缓管片接头混凝土压溃,提高接头破坏弯矩的水平,并促使破坏形式从混凝土压溃的脆性破坏向螺栓屈服的塑性破坏变化,对结构设计有利;2)当接缝面中部夹填适当厚度的局部承压衬垫时,弯矩与转角关系曲线趋于直线形,抗弯刚度水平没有明显下降,接缝张开量也没有增大,接缝面中部区域承压始终较充分,对防水有利;3)当同一接缝面上的2种接触的尺寸或材料选取不当时,会引起接头性能明显下降,需谨慎设计。

摘要：为实现管片接头的受力和接缝防水共赢,利用可模拟复杂接头特性的管片接头力学模型,分析不同位置、不同宽度、不同数量的密封垫对管片接头的力学影响,并探讨兼顾管片接头受力与密封垫防水的接头设计,给出相应改进建议。研究表明:1)对于软弱地层的管片接头,密封垫靠近接缝面中部布置可以使管片接头保持较高的抗弯刚度,降低接头混凝土压溃和螺栓受拉屈服的风险,确保管片接头的受力安全,并具有良好的接缝防水能力;2)对于硬质地层的管片接头,其密封垫靠近接缝面边缘布置或采用大宽度密封垫,并配合采用改进接缝面接触方式和改善螺栓材质等综合措施,可达到同时降低接头抗弯刚度、确保接头安全、提高接缝防水的目的。

摘要：广州、深圳等城市分布有富水岩溶区,地下水丰富、发育形态复杂,在地铁建设过程中易导致突涌水、坍塌等安全事故。依托广州某地铁车站工程,首先通过现场抽水试验得到场地渗透系数为6.32 m/d,预测了基坑总涌水量,采用数值模拟进行了两次过程试验,得到降水终态误差分别为14.92%和7.08%,结果较为理想。进一步研究了不同形态的富水溶洞对基坑稳定性的影响规律,并基于灰色关联理论对各影响因素进行敏感性分析,其中地下水位和溶腔水压对围护结构水平变形的影响较大,敏感度分别为0.946和0.925;洞距和溶腔水压对地表沉降影响较大,敏感度分别为0.999和0.975;洞距和直径对支护结构最大拉应力和基底孔隙水压影响较大。