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寒区破碎岩体隧道冻胀力室内对比试验研究
文革,孙兵
冰川冻土 , 2010,
Abstract: 根据相似理论,以曲墙式、直墙式和圆形衬砌为例,通过模型试验方法研究了寒区破碎岩体隧道在不同约束条件和冻结深度下衬砌所受法向冻胀力(以下简称冻胀力)的量值和分布规律.结果表明冻结深度越大,冻胀力越大;顶端约束越强,冻胀力越大.对于曲墙式和直墙式衬砌,顶端约束对拱部和仰供处冻胀力影响较大,对边墙处冻胀力影响较小;对于圆形衬砌,顶端约束对整个衬砌所受冻胀力影响程度相差不大;直墙式衬砌受冻胀力的量值最大,圆形衬砌受冻胀力量值最小.对于三种衬砌结构,最大冻胀力均发生在仰供脚处.试验数据与现场测试数据基本吻合,说明试验有较好的准确性.
冻土三轴冻胀应力-应变试验方法研究
文革,孙兵
冰川冻土 , 2010,
Abstract: 提出了一种试验方法,研究土体或破碎岩体在不同含水率、不同温度、不同应力状态下冻结后产生的冻胀应变与冻胀力之间的关系,并针对寒区隧道提出了一种新型三轴冻胀应力-应变关系.试验设备采用应变控制式三轴仪及低温冷冻库,通过改变测力环的刚度来实现不同约束状态,进而得到土体或破碎岩体在不同约束状态下冻结后产生的冻胀应变及冻胀力,将这些特征点进行回归分析即可得到冻胀应力-应变关系.根据上述试验方法,对饱和砂土进行三轴冻胀应力-应变试验.结果表明冻胀应力-应变关系呈对数曲线变化,且冻胀力随冻胀应变的对数呈线性变化;轴向约束越强,冻胀应变越小,冻胀力越大,且冻胀力随轴向约束强度的增大趋于某一极值;围压越大,冻胀力和冻胀应变越大.
隧道衬砌外水压力计算方法研究现状与进展
高新强,文革
铁道工程学报 , 2004,
Abstract: ?隧道工程中地下水作用在衬砌上的外水压力是进行衬砌设计的一个重要因素,如何确定外水压力是隧道工程界迫切需要解决的一个问题。以往的相关研究可大致分为折减系数法、理论解析法、理论解析与数值解析相结合法、数值解析方法(渗流、渗流与应力耦合方法)等几种。对于隧道工程这些研究还不能完全满足实际工程的需要,有待于进一步研究。
深埋单线铁路隧道衬砌高水压分界值研究
高新强,文革
岩土力学 , 2005,
Abstract: 作用在隧道衬砌上的水压力多大称为高水压?隧道工程界一直没有明确的分界值。以单线铁路隧道标准设计图为基础,以不用改变标准设计断面形状为原则,采用平面有限元方法计算和分析了衬砌的安全系数能否满足规范要求,研究了隧道衬砌高水压分界值。研究结果表明:单线铁路隧道直墙式衬砌高水压第一分界值为0.05~0.10mpa,第二分界值为0.18mpa;曲墙式衬砌高水压第一分界值为0.20mpa,第二分界值为0.40mpa。水压力较大时,水压力成为衬砌结构上的主要荷载,高水压力分界值与围岩级别的关系不大,而与衬砌断面形状关系密切,曲墙式衬砌承受水压力的能力远远超过直墙式衬砌。单线铁路隧道按标准设计断面如果要承受水压也是有限的,超过40m的静水头最好采取其它优化型式的断面。
倾斜层状泥岩中隧道变异机理及支护措施研究
张俊儒,文革
公路交通科技 , 2007,
Abstract: 结合都(江堰)汶(川)高速公路龙溪隧道,根据现场监测位移值,对比模型试验及理论分析结果,对倾斜层状泥质岩层中隧道变异机理及支护措施进行了研究。研究结果表明,倾斜层状泥岩遇水产生微膨胀,在支护结构拱腰形成一个高集度的偏压荷载,且随着时间推移荷载值逐渐增大,支护结构达到屈服后,在开裂断面处形成一个塑性铰,致使支护结构变形较大但仍然保持稳定;同时,在隧道拱腰垂直倾斜岩层面安设加密加长锚管,使偏压荷载有效转移,充分调动围岩本身的自承能力,有利于整个支护结构的安全。
长大隧道穿越断层带减震结构数值解析研究
文革,胡辉,赵斌
岩石工程学报 , 2013,
Abstract: 近年发生的大地震中,隧道在断层破碎带的破坏现象严重,衬砌结构抗减震设计问题尤为突出。为了缓和断层位移对隧道的损伤,提出由平滑层、吸收层、接头、去摩擦层等4个单元构成的减震设计建议。通过解析使用高压缩性混凝土(水灰比为w/c=50%)、发泡苯乙烯(eps)作为吸收层的地震响应结果,得出以下结论采用发泡苯乙烯(eps)作为吸收层,其初始刚度小,减震效果明显,但在列车荷载作用下有可能产生过大的变形;采用高压缩性混凝土作为吸收层具有充分屈服后吸收断层位移的变形特性和抑制列车荷载产生过大变形的初始刚度。通过改变高压缩性混凝土的球壳种类、充填率和砂浆配比等来改变其刚性。但w/c不应过高,造成多壳砂浆的单轴抗压强度不能承受列车的荷载,有可能造成隧道的损伤。本文使用w/c=50%时对断层位移小于1.0m时缓和效果较好。
正削式隧道门围岩和衬砌应力计算及设计方法研究
张俊儒,文革
岩土力学 , 2006,
Abstract: 对无明显墙式结构的正削式隧道门,现行规范没有现成的设计方法及结构检算模式。采用三维有限元数值分析方法,针对两种在洞口段的不同施工方法(明挖工法和暗挖工法),对隧道门洞口段的力学特性及设计方法进行了研究。研究结果表明:洞口段长度取42m进行整体设计比较合理;在洞口28m范围内的浅埋段,拱顶围岩压力随着埋深的增大而逐渐增加,且暗挖工法产生的围岩压力最大,铁路规范计算结果次之,明挖工法产生的压力最小;采用明挖工法施工时,在纵向上,洞口段42m范围内衬砌拱顶表现出纵梁弯曲特征,部分仰拱处于弯拉状态,内力呈空间效应,均需要对横、纵向内力进行结构检算;采用暗挖工法施工时,只需进行横向内力检算即可。在成洞条件允许的情况下,建议使用暗挖工法进行隧道洞口段施工,可有效改善隧道洞口段结构受力。
山岭隧道高水压下衬砌结构平面数值分析
高新强,文革,高扬
岩土力学 , 2005,
Abstract: 采用平面有限元数值模型分析高水压作用下衬砌结构受力特征和围岩稳定性,研究了水压力大小、注浆加固圈厚度、水压力折减系数对衬砌结构受力和围岩塑性区的影响。研究结果表明:衬砌内力与塑性区随着外水压力折减系数的增大明显增大,随着总水压力的增加而增大,随着加固圈厚度的增大而减小;外水压力折减系数是影响衬砌内力和围岩塑性区的重要因素。
隧道施工进度及成本动态预测与控制研究
胡兰,李涛,文革
铁道工程学报 , 2015,
Abstract: ?研究目的:隧道地质及施工的随机、模糊、不确定性,导致在施工过程中实际施工进度及成本动态可变,加大其控制难度。如何综合其影响因素动态预测与控制隧道施工进度及成本仍需进一步研究。研究结论:(1)以隧道正洞里程为主轴线,选取各围岩级别下的月进尺及对应单延米成本、围岩级别变更概率、各风险事故统计参数(不同风险等级下的发生概率、处理时间及成本)等为随机变量,蒙特卡洛模拟构建隧道施工进度及成本的函数关系模型;(2)在此基础上,建立隧道动态控制评价指标及评价标准,为工程管理人员全面、及时掌握实际施工状态,快速、准确调整隧道施工进度及成本计划,提供一种更科学的决策手段;(3)通过对某双线隧道进行实证研究,验证该模型的实用性与可行性,其理论方法可供同类工程借鉴。
隧道复合式衬砌初期支护极限状态模型试验研究
冯冀蒙,文革,王航
岩土力学 , 2012,
Abstract: 当前既有以及新建的隧道结构大多采用复合式衬砌形式,在长期使用过程中,初期支护不可避免会出现劣化甚至失效的情况,会对隧道结构整体的承载力及耐久性造成影响。通过室内模型试验,采用可劣化的石膏模型制作初期支护的各构件,对其劣化失效过程进行模拟,记录二衬结构的状态变化,再通过增加荷载确定隧道结构整体承载力的变化情况。试验结果显示,钢架和喷射混凝土层的劣化对二衬结构的影响要比锚杆劣化的影响大得多,然而单纯的初期支护失效并不会造成二衬结构的破坏,且二衬结构还有较大的安全余度;初期支护构件劣化都会造成隧道结构整体承载力的降低,锚杆的影响最为明显,钢架及喷射混凝土失效对整体承载力降低影响不大。
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