某黄土隧道病害原因分析及处治措施

某黄土公路隧道在通车运营几年后出现了衬砌开裂及隧道沉降病害。通过对该黄土公路隧道病害的监测及其发展过程的分析,得出黄土工程特性、地表水及黄土隧道埋深是造成隧道病害的主要影响因素。针对上述隧道病害,本文提出用有限元计算分析方法对4种不同工况下的加固方案进行分析,结果表明对结构的局部补强和对地表水的处理,结构与土体之间应力的传递和消散作用使得应力逐步得到调整与改善,最后对拱脚的加固使得隧道结构的整体性进一步加强,应力分布更加合理,承受荷载的能力进一步提高。故而本文提出,该隧道衬砌裂缝应进行修补加固,同时对拱脚地基采用树根桩和夯扩桩加固的方法可以提高隧道安全通行能力。     

渝怀铁路涪秀二线隧道岩溶治理措施与工程实例

渝怀铁路涪秀二线隧道施工揭示大量溶洞,施工安全风险大;对岩溶隧道进行分类,针对不同情况采取砼回填、钢花管注浆、高压旋喷桩或桩基托梁(或梁桥)结构跨越等治理措施,结合现场工程实例验证,取得了良好的效果。     

沪昆高铁朱砂堡隧道特大型岩溶稳定性模拟与评价

沪昆高铁朱砂堡二号隧道在施工过程中发现特大型溶洞,隧道底板及溶洞顶板稳定性存疑。为确保隧道施工及运营安全,本文在工程地质调查的基础上,通过构建3DEC地质模型对朱砂堡二号隧道溶洞大厅段、暗河平行段、暗河交叉段的溶洞开展了稳定性研究。计算结果表明:溶洞大厅段隧道底板变形量超过设计标准1mm,不满足行车要求,需采取圬工边坡及回填措施;溶洞大厅段、暗河交叉段溶洞顶板表层岩体会发生层状坍塌,应锚喷防护对洞壁进行加固,并在隧道内修建护拱;暗河平行段溶洞顶板及隧道底板稳定,可不采取工程措施。计算结果为朱砂堡二号隧道建设提供了参考和指导,减少了岩溶地质灾害,保证了铁路的运营效率和安全。     

喀斯特地貌区隧道与隐伏充填溶洞临界安全距离分析

当隧道施工穿越喀斯特地貌发育区时,隧道应与溶洞保持一定的距离,确保隧道围岩及支护的稳定性。为探究隧道与岩溶的临界安全距离,综合采用理论计算与数值试验方法,基于强度理论,建立不同部位充填溶洞（顶部、底部、侧部）临界安全距离的计算模型,推导出隧道与环向不同位置溶洞临界安全距离计算公式;采用FLAC 3D软件建立环向不同位置溶洞与隧道间的临界安全距离数值模型,基于正交试验设计方法,分析了围岩级别、溶洞水压、溶洞尺寸对临界安全距离的影响规律和显著性。结果表明：隧道与环向不同部位溶洞间的临界安全距离均随围岩级别、溶洞水压及溶洞尺寸的增大而增大,综合影响程度从大到小可排序为围岩级别>溶洞水压>溶洞尺寸;结合试验结果的非线性多元回归分析建立了临界安全距离预测公式;最后将研究成果应用于阳宗隧道项目来验证临界安全距离预测模型的合理性及适用性。     

基于SVM的溶洞顶板安全厚度智能预测模型

以某岩溶隧道为背景,采用二维弹塑性有限元方法对隧道开挖进行数值模拟计算,分析了隧道底部溶洞顶板安全厚度的影响因素,用支持向量机方法得出了能综合体现各影响因素的溶洞顶板安全厚度预测模型,并和多元线性回归得到的预测模型进行对比。计算结果表明,支持向量机预测模型较之多元线性回归模型,不但具有方便快捷的优点,而且具有更高的预测精度。     

圆形支护结构的拱效应等效支撑计算方法

从弹性力学中圆筒受均布荷载的解出发,把圆形支护结构作为弹性地基梁,把圆形支护结构的拱效应作为支护结构的等效支撑作用在弹性地基梁上,从而得出了一个计算圆形支护结构内力和位移的拱效应等效支撑方法。工程实例的计算表明,该方法是实用而有效的。     

中国科学院武汉岩土力学研究所承担研究的“通透肋式拱梁隧道”顺利建成

“通透肋式拱梁隧道”是中国科学院武汉岩土力学研究所与安徽省交通投资集团、安徽省公路勘测设计院共同提出的一种全新的半明半暗、肋式拱梁异型隧道结构型式,已成功应用于安徽黄（山）—塔（桃）高速公路龙瀑隧道的建设。该隧道以“融入山水间,承载徽州文化,构筑新走廊”为设计目标,采用国内先进的“零开挖”进洞技术,避免了山体的切削和大量植被破坏,坚持“安全、环保、舒适、和谐”理念,创新生态保护措施,成为交通部建设生态高速公路的一个典型示范工程。     

软弱破碎围岩双连拱隧道安全施工与监测

针对软弱破碎Ⅱ类围岩双连拱隧道采用三导洞施工方法的特点,阐述了其安全施工技术要点,实际施工中,就其监测内容及监测结果进行了实时分析,为隧道安全施工提供了依据,长期监控量测结果表明,该隧道结构是安全的,达到了围岩与支护结构体系安全与稳定的要求,所采用的安全施工措施以及信息化施工方法对类似工程具有指导和借鉴意义.     

岩溶隧道处治结构物稳定性监测分析

桩-承台-单边支撑墙-联系梁的处治方式在岩溶隧道施工开挖中发挥着重要作用.笔者结合白须公特大溶洞隧道的施工,以隧道开挖中处治结构和围岩稳定性为研究对象,对处治结构和围岩进行了监测.根据现场测试结果分析了处治结构在隧道开挖过程中的受力特性以及围岩在隧道开挖过程中的位移,以评价处治结构的安全可靠性.所得的数据和结论可为隧道穿越大型溶洞提供设计和施工方面的借鉴和参考,对隧道施工和安全运营有重要意义.     

小型溶洞对隧道稳定性的影响分析

根据钻探、物探资料,拟建南京地铁3号线滨江路站—五塘村站沿线穿越的灰岩地层中有数量较大的洞径为2～3m的小型溶洞。通过对该地区地质背景的分析发现,岩溶明显受断裂构造控制,溶洞发育规模小但数量多,对开挖后隧道的围岩稳定性有一定的影响。采用数值分析法研究了小型溶洞尺寸、与隧道位置关系等不同因素对隧道围岩稳定性的影响。计算结果表明,当溶洞尺寸和位置变化时,围岩塑性区也发生变化,塑性区面积随着溶洞尺寸的增大而增大。溶洞位于拱肩时塑性区面积最大,对围岩的稳定性影响大,位于拱腰时最小。隧道开挖后拱顶和拱底处最易破坏,相近条件下串珠状溶洞比单个溶洞的危害性要大。     

中国科学院武汉岩土力学研究所参与研究的交通部生态高速公路典型示范工程——“通透肋式拱梁新型隧道”正式开工

近日，中国科学院武汉岩土所与安徽省交通投资集团、安徽省公路勘测设计院共同研究设计的“通透肋式拱梁隧道”项目正式开工建设。正在建设中的安徽黄（山）-塔（桃）高速公路大部分路段穿越皖南山区，由于该隧道采用了半明半暗、肋式拱梁异型结构，避免了山体的切削和大量植被破坏，成为交通部建设生态高速公路的一个典型示范工程。该隧道结构型式新颖，为国内首创，有较为广阔的推广价值和应用前景。     

通透肋式拱梁隧道出口端边坡稳定性地质分析

以通透肋式拱梁隧道出口端边坡作为研究对象,通过对边坡的工程地质条件和岩体结构特征的研究,分析了边坡的变形破坏模式,采用合理的理论方法对边坡进行稳定性计算和分析。依据稳定性评价结果,并结合边坡变形破坏模式及机制分析,提出了相应的支护措施。     

岩溶区高速公路路堤及溶洞顶板稳定性数值分析

采用大型通用有限元软件ABAQUS对某室内模型试验进行了数值模拟,验证了三维有限元法进行洞室结构稳定性分析的可靠性。结合永武（永安-武平）高速公路A11合同段岩溶地质资料,将溶洞近似为与实际相近的椭球状,建立岩溶区路堤的三维有限元模型,分析溶洞顶板厚度、填方高度、溶洞位置以及溶洞充填状况对路堤及溶洞顶板稳定性的影响。为与现行顶板安全厚度确定方法进行比较,进行二维平面应变有限元分析。研究表明,对于较完整的顶板岩层,按顶板受拉破坏稳定安全系数为4确定的安全厚度过于保守,按梁板理论弯曲受拉破坏确定的安全厚度也偏于保守,是由于实际顶板岩层并不完全符合梁板理论的简化假设,而以有限元分析所得最大弯矩按梁板弯曲受拉破坏确定的安全厚度最为经济;实际工程中三维效应明显的溶洞,现行理论简化和二维数值分析法都较为粗糙,宜采用三维数值分析法。通过对上述问题的分析,为该高速公路岩溶区填方路段的设计和溶洞的处治与否提出指导性意见,已创造较好的经济效益和社会效益,可供类似工程应用时参考。     

湖北鹤峰太坪隧道特大溶洞发育特征及稳定性评价

宜都至来凤高速公路太平隧道施工过程中揭露出特大型干溶洞,溶洞横穿左、右两幅隧道,沿隧道走向长约139m,宽约79m,体积约4.3×105m3,给隧道施工带来极大困难,隧道运营安全亦可能存在较高风险。通过对溶洞区的现场地质调查,分析了溶洞工程地质、水文地质条件,归纳总结了溶洞发育特征。通过数值模拟方法分析了溶洞围岩稳定性,结果表明,现状条件下整体基本稳定,但长期运营条件下整体稳定性安全储备不足。在此基础上,结合地质条件探讨了溶洞演化趋势,分析其对隧道工程稳定性的影响,并提出处治建议。     

岩溶隧道开挖对溶洞处治结构影响的数值模拟分析

结合清连高速公路白须公特大岩溶隧道施工过程,采用三维有限元软件(ANSYS)对白须公隧道的处治结构与隧道开挖的相互作用进行了数值模拟。以隧道开挖中处治结构和围岩稳定性为研究对象,从而分析处治结构在隧道开挖过程中的受力特性,以及隧道围岩在隧道开挖过程中的位移。通过计算结果,对处治结构在岩溶隧道中的支护效果进行了评价,采用桩-承台-单边支撑墙-联系梁的处治方式是安全可靠的。在隧道开挖过程中,开挖面附近的桩基应变、支撑墙压力都加速变大,随后逐渐稳定,说明处治结构承担了一部分围岩压力,在岩溶隧道施工开挖中发挥了重要作用。分析结果与工程实测数据比较吻合,可为隧道穿越大型溶洞提供设计和施工方面的借鉴和参考。     

公路隧道垂直充填型溶洞冒顶塌方处治与灾变影响因子分析

以广西区内某高速公路隧道溶洞塌方冒顶案例为依托,根据岩溶灾害针对性处治设计,采用有限元软件模拟推演处治效果,获得了隧道穿越垂直发育充填型溶洞的变形规律。在此基础上,运用控制变量法研究了管棚支护、初支厚度、地质特性三大灾变控制影响因子,分析各因子对隧道结构稳定性影响规律。工程处治效果、模型计算结果、监控量测结果表明灾变处治方案设计合理、安全、可靠。相关研究成果对类似岩溶发育隧道工程设计施工有一定借鉴意义。     

边坡加固中预应力锚索地梁极限状态设计方法

根据预应力锚索地梁加固边坡工程的特点,对预应力锚索地梁的不同工作阶段和受力状态进行了详细分析,在此基础上提出了一种锚索地梁的极限状态设计方法,给出了其具体计算过程。应用该方法对某工程实例进行了计算,计算结果的对比分析表明,当锚索进入极限工作状态时对地梁进行极限状态的设计是必要的。     

边坡加固中预应力锚索框架地梁的杆系有限元分析

提出利用杆系有限元,考虑地梁与岩土体相互作用的方法,对边坡加固中的预应力锚索框架地梁进行计算。基于线弹性Winkler地基模型,分别考虑结构的弯曲变形和扭转变形,对框架地梁有限元计算模型进行了详细地分析说明。应用该方法对某工程实例进行了计算,与实测值的对比分析结果表明了该方法的可行性。     

地铁隧道竖向土压力荷载的计算研究

在地下结构按荷载结构模型计算分析时,如何确定作用在地下结构上的上覆土荷载的大小及分布是合理设计的关键。对于松软地层浅埋隧道,竖向土压力经常取全部土层厚度重量;而覆土厚度较大时采用坍落拱统计公式以及泰沙基理论或普氏压力拱理论等,这些理论公式在选用时还存在一些问题,值得进一步研究改进。根据北京地铁所处地层、隧道尺寸及埋深情况,采用常用覆土压力理论对北京地铁四、五、十号线标准断面安全度进行试算分析,提出了北京地铁隧道竖向土压力荷载计算方法,对地铁隧道及城市地下工程均具有借鉴参考价值。     

双层隧道变形的收敛测量方法与实例分析

为确保隧道结构安全,在施工和运营期间均需进行收敛测量,以监测隧道或地下洞室向内侧的相对位移。双层隧道具有特殊工程特点,常规收敛测量方法受到一定局限。结合工程实际,探索并采用了横竖径观测的收敛测量方法,通过对隧道断面最大变形位置的测量达到对整个断面结构变形监控目的。工程实例测量分析结果表明,该技术方法具针对性和可行性,可在类似工程测量中推广应用。