【摘 要】
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为了研究管道型岩溶对隧道衬砌结构的影响,以郑万线典型岩溶隧道为依托,开展管道型岩溶隧道衬砌结构受力特征试验研究,分析岩溶管道发育位置、管道尺寸及管道内水头高度对衬砌内力的影响.结果 表明:当岩溶管道位于隧道拱顶或仰拱中心时,衬砌轴力及弯矩沿隧道轴线呈对称分布,当岩溶管道位于隧道边墙中部或边墙脚时,存在岩溶管道的一侧轴力显著大于另一侧区域;随着管道内水头高度及管道直径的增加,岩溶管道与衬砌相交处的轴力及弯矩均大幅增加;岩溶管道与隧道相交处的衬砌内侧承受较大的正弯矩,衬砌内侧被拉裂的风险较高.研究结果可为管道
【机 构】
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中国中铁二院工程集团有限责任公司,成都610031;石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室,石家庄050043
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为了研究管道型岩溶对隧道衬砌结构的影响,以郑万线典型岩溶隧道为依托,开展管道型岩溶隧道衬砌结构受力特征试验研究,分析岩溶管道发育位置、管道尺寸及管道内水头高度对衬砌内力的影响.结果 表明:当岩溶管道位于隧道拱顶或仰拱中心时,衬砌轴力及弯矩沿隧道轴线呈对称分布,当岩溶管道位于隧道边墙中部或边墙脚时,存在岩溶管道的一侧轴力显著大于另一侧区域;随着管道内水头高度及管道直径的增加,岩溶管道与衬砌相交处的轴力及弯矩均大幅增加;岩溶管道与隧道相交处的衬砌内侧承受较大的正弯矩,衬砌内侧被拉裂的风险较高.研究结果可为管道型岩溶隧道的结构设计及施工提供指导.
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随着矿井开采深度的增加以及深埋隧道的发展,高地温地下空间热害问题日益突出,研究如何控制围岩散热在其热害治理中具有重要意义.结合空气夹层在建筑围护结构中保温隔热的作用,提出应用封闭空气夹层控制围岩散热量的隔热方法.利用FLUNET建模分析了巷道为不同截面形状时相应封闭空气夹层结构内的自然对流换热特性,拟合了不同形状巷道的空气夹层内平均自然对流强化系数的计算式kave=f(Ra,2δ2/d3).得到以下结论:(1)不同形状巷道的自然对流强化情况不同,差异产生的原因是空气夹层顶部对流换热强度不同;(2)空气夹层
渝涪高速公路鸭江隧道是典型的层状岩体隧道,其出入口段更是兼具了浅埋、地形和地质偏压等多重特点.基于鸭江隧道出口段的围岩参数,利用UDEC软件对不同岩层倾角条件下的浅埋层状岩体偏压隧道破坏过程进行了模拟.数值模拟的结果发现,当岩层倾角较小时易沿结构面垂直方向发生弯折破坏,当岩层倾角较大时易沿结构面发生滑移破坏.通过对隧道拱顶上方被挖断岩层建立受力模型,得出了拱顶上部岩层下滑力计算公式,并确定了下滑力大于零时会发生滑移破坏的判定准则.岩层倾角、地面坡角、隧道开挖范围内岩层厚度这3个因素的值越大,越易发生滑移破
依托北京地铁12号线盾构直接切削西坝河桥16根φ800桥桩工程,通过三维数值模拟和理论推导,对盾构法清障掘进面荷载展开研究.通过三维动态模拟,分析单个刀具逐次切混凝土荷载变化规律.基于等效原理与单刀切削荷载,提出一种对切桩刀具数、推力及扭矩的估算模型.并将此估算模型用于计算苏州地铁直接切削广济桥掘进面荷载,对比分析计算结果与精确叠加值在推力、扭矩方面的平均误差分别为10％、3.3％,验证了该估算模型的正确性.应用本文模型对盾构穿越西坝河桥各轴桩位掘进面切桩荷载进行预测分析,指出切桩工况主要对扭矩造成影响.
采用低掺量水泥固化高含水率黏土(以下简称HW-CSC)作为围垦填料,能有效缓解填土资源紧张和疏浚淤泥弃置问题.加快推进HW-CSC工程应用,不仅要探明HW-CSC强度特性,还应掌握HW-CSC变形特征.为此,利用海泥制作HW-CSC试样开展无侧限抗压强度试验,测定不同配合比下HW-CSC试样无侧限抗压强度,并对HW-CSC试样应力-应变关系进行拟合,筛选函数模型描述HW-CSC试样应力-应变关系.分析结果表明,HW-CSC的应力-应变特性均表现为单峰值函数,宜选用Extreme函数来描述HW-CSC试样应
针对不排水黏土浅埋盾构隧道的一种(均匀)收敛-椭(卵)变(形)-(刚体)下沉复合体积损失模型,分别引入椭变系数与下沉系数,采用改进的复变函数求解方法,求解对应的地层变位和地层应力,并分析复合体积损失模型参数的影响.参数分析表明:(1)随着隧道下沉系数或椭变系数的增大,地表沉降值增大,沉降槽宽度也增大,但增加的量值不大;(2)隧道椭变系数主要会影响地层水平变位的大小及方向,而隧道下沉降系数则主要影响地层水平变位分布曲线的曲率;(3)最大环向应力出现在开挖边界的顶部,主因是隧道的下沉,次因是隧道的椭变.本文方
在岩石巴西劈裂试验中,垫条直径直接影响岩石抗拉强度的大小.为此,选取典型砂岩试样,进行了1.3mm、1.8 mm、2.3 mm、2.9 mm、3.5mm、4.0 mm 6种垫条直径的巴西劈裂试验.研究结果表明:(1)钢丝垫条直径从1.3 mm增大到4.0 mm,砂岩劈裂抗拉强度呈“减小—稳定—增大”的非单调变化规律,总体可以分为三个阶段,其中,垫条比为0.026～0.046、0.058～0.081时,砂岩的抗拉强度试验结果变化幅度较大,而且离散性比较明显;垫条比为0.046～0.058时,砂岩的抗拉强度趋
针对软土基坑开挖引起的地下连续墙水平变形计算问题,为克服以往解析方法的不足,提出了能量计算法.通过分析其典型变形模式,提出了适用于5种约束条件下的水平变形统一数学表达式;考虑地下连续墙非极限状态土压力,根据3种滑动面模型推导出相应的侧土压力表达式,进而建立整个围护系统总势能,利用最小势能原理,推导了地下连续墙水平变形的解析解.分别计算3种滑动面模型下的水平变形,并与基坑实测数据进行了对比验证,分析了各滑动面模型应用于地下连续墙水平变形计算的合理性.研究表明:对于内凸及复合式、悬臂式、踢脚式变形模式中,分别
为探究动应力比和围压对饱和砾砂动力特性的影响,通过一系列饱和砾砂动三轴试验,分析了动应力比和围压对饱和砾砂轴向累积应变、回弹模量、动孔隙水压力以及滞回曲线的影响.结果 表明:在同一围压下,动应力比增加时,砾砂的轴向累积应变、回弹模量增大,而动孔隙水压力减小;不同围压下,饱和砾砂的轴向累积应变、回弹模量以及动孔隙水压力均随围压的增加而增大;围压的增大有利于提高土体能量耗散的能力,而振次的增加会使土体的耗能作用减小;滞回曲线的倾斜程度随动应力比、围压以及振次的增加而增大,表明土体的回弹模量增加、刚度增大;滞回
通过对不同尺寸的钢管混凝土长柱进行偏压试验,对比分析了试验结果与数值模拟结果,主要研究了核心混凝土以及钢管的力学性能和破坏特征,研究结果表明:(1)钢管是影响钢管混凝土压弯承载力的主要因素,钢管的直径、壁厚与钢管混凝土长柱在偏压荷载作用下的承载能力有较大关联;(2)偏心距的增大会减小钢管混凝土长柱的承载力,但影响程度与钢管尺寸有关,钢管截面尺寸越小,偏心距对其承载力的影响越小;(3)钢管在承载时表现出明显的弹塑性特性,在达到极限承载力时,钢管弯曲部位由于受压屈服导致破坏;(4)核心混凝土在承载过程中主要承
地下盐岩储气库建设在我国能源储备战略中具有重要的地位,盐岩蠕变特性对地下盐岩储气库长期安全运行具有重要意义.为研究长期荷载作用下盐岩蠕变变形与损伤恢复特征,进行了不同围压、定偏应力的三轴蠕变及损伤恢复试验,损伤恢复时长超过150 d.研究结果表明:(1)高偏应力作用下,盐岩试样出现了明显的蠕变变形,轴向变形在30～ 40 d达到7％,体积变形先压缩后发生扩容;(2)低偏应力作用下,盐岩轴向蠕变变形量较小,体积变形持续压缩并趋于稳定;盐岩体积应变增幅随围压增大而逐渐增大,损伤恢复阶段试验达到150 d时,围