材料刚度匹配关系在地下结构减震原理中作用的研究

前期研究和工程实践证明,围岩、抗减震层和隧道衬砌等材料关于刚度、阻尼和密度之间的匹配关系,对隧道在地震过程中的动态响应有至关重要的影响。为更深入了解隧道动态响应与相关材料匹配关系之间的内在联系,利用动力学振动理论给出了关于地下结构位移传递系数的一个解析解,并首次提出关于地下结构综合位移传递系数的概念。对计算公式进行验证后表明：在隧道的抗减震设计中,当不考虑抗减震层的材料阻尼时,抗减震措施的材料刚度对地震波中的低频部分具有较好的减震效果,而对于地震波中的高频部分,抗减震层的减震效果不明显;无论是抗震层刚度的     

石家庄六线隧道模型试验相似材料研究

满足相似关系的模型材料是模型试验成功的关键。在调研相似材料研究现状的基础上,依托石家庄六线隧道模型试验项目,应用量纲分析法推导出了相关参数的相似判据。根据相似原则,以粘聚力和摩擦角为主要相似判据,选用重晶石粉、石英砂和凡士林的混合物为模型材料,通过正交设计法研制出了地层相似材料。以抗压强度为相似判据,选用石膏材料为模型材料,研制出了灌注桩和锚索注浆体相似材料。     

盾构下穿高铁路基模型试验系统设计

为更好地指导盾构下穿既有高铁路基设计与施工,以拟建石家庄轨道交通4号线下穿京广高铁京石段为背景,基于相似比对试验箱尺寸、地层与结构相似材料物理特性、试验监测系统、盾构掘进设备进行研究,使其能够在“盾构-土体-既有结构”系统下开展多种形式研究,为盾构下穿既有高铁路基设计与施工提供技术支持。结果表明,设计较大室外模型试验时,为保证材料填筑及后期试验对试验箱不产生较大侧向变形影响,模型箱应采用较大刚度材料制作;结构相似材料配制中弹性模量对试验影响较大,结构相似材料配制以控制弹性模量为主,最终选取325R水泥、细砂、橡胶粉与聚丙烯纤维配制结构材料;隧道埋深是影响既有高铁路基竖向位移的主要因素,因此可在其他条件不变情况下,改变隧道拱顶距管桩底部距离,改变“盾构-土体-既有结构”模型,探究埋深对既有高铁路基竖向位移的影响。本试验设计可为类似模型试验的开展提供参考。     

小净距地铁隧道围岩受力特性研究

结合南京地铁二号线一期工程苜蓿园站～小卫街区间小近距段工程,应用有限元数值模拟方法,研究小净距隧道围岩受力特性,总结小净距隧道围岩应力、变形和塑性区的分布特征和变化规律,为以后类似地铁小净距隧道的设计、施工提供技术依据.     

零埋深进洞在隧道施工中的应用

依托柞水至小河高速公路杨家湾隧道右线工程,针对隧道入口处围岩为强风化板岩,节理、裂隙发育、岩体破碎、围岩稳定性差等特点,提出"零埋深进洞",即"零开挖"的设计、施工理念.即按"早进洞、晚出洞"的原则,最大限度地缩小洞口施工对自然边仰坡原始植被的破坏程度,稳定边仰坡美化环境.工程实践证明,所提方法对于隧道洞口围岩条件较差的情况是比较适合的.     

山岭隧道震害调查及修复技术研究

“5·12”汶川地震对都汶公路多座隧道造成了较为严重的破坏。通过对都汶路、绕坝路等15座隧道震后调查、资料收集与分析,提出了隧道震后各种修复措施并分析了其使用效果。浅析了山岭隧道的抗减震原则和措施,对此进行了相应的总结。总体而言隧道震后修复措施起到了良好的效果,对救灾和灾后重建工作起到了积极的作用;同时隧道应从规划、设计阶段采取合理的抗减震措施。     

客运专线小净距隧道施工效应的数值模拟分析

结合石太客运专线南梁隧道小净距段工程,应用有限元数值模拟方法,分析了两隧道周边围岩各关键点的变形和应力场特征,揭示了这类隧道的施工效应规律,其分析结果能够为客运专线小净距铁路隧道的设计、施工提供一定的科学依据.     

堡镇隧道围岩变形的神经网络预测

隧道新奥法施工中，常以围岩变形量作为评判围岩稳定性和支护结构经济合理性的重要指标。隧道围岩变形量是随时间而变化的数据序列，因而可以建立一些实时跟踪预测模型和方法。针对宜万铁路堡镇隧道软弱围岩区段施工大变形特点，采用神经网络技术对其变形量进行了预测分析，预测结果经过工程实践检验，具有相对较高的准确性和可靠性，为隧道施工决策提供了有效依据。     

LD公路隧道开挖施工方案优化对比研究

LD改线公路隧道出口段,属于涉铁1 km范围内,对隧道施工有严格要求,且天窗期严重影响施工进度,因此该施工段不宜采用爆破施工,现场采用徐工XTR6/280悬臂掘进机进行隧道开挖。调研国内外铣挖施工研究成果,并依托LD隧道铣挖法施工现场测试试验,得到适合LD隧道铣挖法施工的地质条件,并通过松动圈试验、初支结构受力试验以及数值分析对比相同地质下悬臂掘进机施工与爆破法施工对围岩扰动的影响。实验结果表明,当LD隧道的地质条件为岩石抗压强度小于40 MPa、岩体完整系数小于0.2、岩石质量指标RQD小于20%、岩体体积节理数大于30条/m3、地下水不(弱)发育时,悬臂掘进机掘进速率高于爆破法施工,且悬臂掘进机施工对围岩的扰动远小于爆破法施工。引水隧道与LD改线公路隧道地质情况相似,可为引水隧洞涉铁部分及相似工程提供参考依据。     

高铁隧道断层破碎带围岩参数反演研究

针对隧道断层破碎段围岩力学参数缺失问题,基于遗传算法(GA)优化的支持向量机(SVM)算法,建立了高铁隧道围岩力学参数反演模型,以实际监测数据为理论依据,反演得到阳山隧道F26断层段围岩力学参数,结合有限差分软件FLAC 3D以阳山高铁隧道为工程实例进行正演分析,正演结果与实测数据对比完成误差分析。结果表明,样本数量影响算法的性能,具体表现为在设计样本数量区间范围内遗传算法参数寻优的结果精度及支持向量机模型的预测精度与设计样本数量呈正相关。模拟围岩变形值与实际监测数据的相对误差均低于10%,证明了反演方法及模型的可靠性。研究成果为解决高铁隧道断层破碎带围岩力学参数缺失问题提供参考。