水库深孔挑射出流对复氧的试验研究

在水工泄水建筑物复氧能力的研究中,前人对自由溢流复氧能力和闸下出流复氧能力的研究较多,但对泄流水库下层水的中孔和深孔的复氧能力研究较少.为了消除低溶解氧的水库下层水对下游生态环境的不利影响,保证水生生物的多样性,在滩坑水电站泄洪洞模型中进行了系统的试验,发现复氧率与弗汝德数和下游相对水深相关性较好,同时增设掺气槽能够显著的提高复氧率.经研究提出的在一定条件下的经验公式,为水工深孔设计提供了参考.     

城市地铁隧道施工对管线的影响研究

结合深圳地铁大剧院-科学馆区间隧道非降水施工对管线的影响问题,阐明了该工程的施工方案,给出了管线安全性的评价标准。在此基础上,首先利用土工离心模型试验,模拟了隧道开挖对管线的影响,然后,利用三维弹塑性有限元法模拟了隧道施工过程中管线的动态响应。通过离心模型试验、数值模拟分析、现场量测的地表沉降值的对比分析可知,三者的数据基本吻合,论证了分析结果的合理性和可靠性,并对施工期间管线的安全性做出了评价,为该工程顺利实施提供了理论依据和指导作用,并取得了一些有意义的成果。     

盾构隧道环向开挖面破坏机制及剪胀效应研究

采用刚性滑块构建两种圆形隧道失稳环向开挖面破坏模式,利用编制的非线性规划程序求解隧道失稳环向开挖面支护力系数σ_T /c（σ_T为均布支护荷载,c为有效黏聚力）最优上限解及地层破坏模式,揭示地层参数对隧道稳定性的影响,提出简单实用的极限支护力简化公式。研究结果表明：不排水条件下,当隧道埋深比H/D（H为埋深,D为隧道直径）和重度系数γD/c（γ 为重度）较小时,破坏区域主要集中在隧道中上部,随着H/D和γD/c增大,滑移线起始位置沿着隧道轮廓逐渐向隧道底部扩展,破坏区域向水平方向扩展。排水条件下,地层破坏模式主要有3种。当内摩擦角ϕ 和γD/c较大时,随着剪胀系数的减小,极限支护力和地层破坏范围变化较大,甚至可能引起破坏模式的改变。针对不同深度提出的极限支护力简化公式可快速获得隧道环向开挖面极限支护力。     

引水隧洞下穿铁路隧道近接施工振动影响研究

结合云南省盐津县白水江三级电站引水隧洞下穿内-昆铁路手扒岩隧道的工程实际,采用数值模拟计算及现场测试对既有铁路隧道受下穿引水隧洞施工产生的振动影响进行研究。结果表明,经验公式的计算结果作为预测及警示是偏于安 全、可行的,数值模拟分析结果比经验公式更接近工程实际;引水隧洞的掌子面距铁路隧道前后4D（D为引水隧洞开挖洞径）范围内施工时,需对铁路隧道交叉点处的振动速度进行监测,重点是竖直方向的振动速度;引水隧洞在铁路隧道正下方爆破施工时,爆破施工所采用的最大段装药量不得大于2.5 kg,以满足振动速度控制标准;施工过程中进行的爆破振动监测并根据监测结果及时调整爆破参数,是此类地下近接工程成功修建的有力保障。     

非对称基坑开挖对下卧地铁隧道影响的离心试验

非对称基坑开挖引起的卸载－再加载作用常常对下方已建地铁隧道产生不利影响。为明确基坑施工过程对既有隧道的扰动作用,运用土工离心试验系统开展离心模型试验,试验中考虑非对称基坑开挖的卸载－再加载过程,以及基坑与隧道的相对位置,并结合卸载－再加载过程的桩-土-隧道荷载传递机制,分析了不同开挖步和荷载施加对既有隧道位移和受力的影响。结果表明：基坑开挖引起了明显的地层损失,非对称卸载作用导致隧道发生上浮和偏移,基坑初次开挖对隧道的扰动较小,随开挖深度增加,扰动作用逐渐加强;距离基坑中心线近的左线隧道扰动作用更加明显,离基坑越远,基坑卸载－再加载扰动作用越不明显;荷载施加后,由于桩基荷载传递作用和隧道加筋阻拦作用,使得隧道衬砌应力重分布;位于两桩之间的断面扰动较明显,而位于桩侧附近的断面扰动较小,说明群桩效应对隧道扰动更明显。     

基坑开挖对邻近隧道影响的耦合分析方法

为了更合理和快捷地评估基坑施工对邻近已建地铁隧道的影响,将隧道视为弹性的地下连续梁来分析隧道本身的受力和变形,推导了隧道与周围土体相互作用的有限元耦合平衡方程,并引入弹性半空间层状模型来分析基坑卸载对土体和隧道变形性能的影响,建立了层状地基中基坑开挖对邻近隧道影响的耦合分析方法;然后,将提出方法与两阶段方法进行了算例对比,并结合离心机试验结果和工程实测数据进行了验证。研究发现,与两阶段方法相比,耦合方法在能反映出非均质层状地基土体的应力和应变集中（或扩散）现象,不仅具有更好的计算精度,而且减少了计算参数的数量;提出方法的理论计算值与离心试验结果基本一致,与工程实测变形数据基本吻合,验证了方法的有效性;通过工程实际应用得出的一些有益结论,可为合理制定城市基坑施工对邻近隧道影响的保护措施提供一定的理论依据。     

Numerical modelling of hydraulic decompression due to the excavation of tunnel and drifts at the Tournemire underground laboratory

The Tournemire underground laboratory is situated in a clay formation and consists of a disaffected railway tunnel and two perpendicular drifts. The paper presents modelling and 3D simulations of the hydraulic behaviour of the argillaceous formation around the works. Experimental measurements of porosity, permeability and specific storage coefficients allowed us to model the hydraulic properties of the shale. Numerical simulations are performed with the code CASTEM. Numerical results of hydraulic heads are compared to experimental measurements. Calculations show that the excavation of the tunnel and drifts has induced an hydraulic decompression of the indurated argillaceous formations. The zones of decompression are centred around the structures and extend depending on the values of hydraulic parameters such as permeability and specific storage selected in the model. Six years after the excavation of the drifts, the hydraulic steady state in the fractured zone is not yet reached.     

隧道开挖地表沉降动态预测及影响因素分析

城市地铁隧道施工不可避免地对围岩产生扰动引起地表沉降,动态预测隧道开挖引起的地表沉降是确保地表建构筑物与隧道施工安全的重要基础。针对隧道施工过程中地表沉降难以准确动态预测的问题,在定义纵向开挖度系数? 的基础上,建立横向地表沉降动态预测模型。该模型能够描述同一监测位置沉降曲线随掌子面推进而不断变化的规律,实现施工现场沉降动态预测。结果表明：在特定约束条件下,该模型能够退化为Peck模型以及随机介质理论预测模型;通过现场施工验证了该动态预测模型的准确性与适用性;基于纵向开挖度系数? 将隧道沿纵向分为强烈、中度和轻度共3个影响段,较好地反映了开挖掌子面在不同位置对同一监测截面的影响程度;通过分析建筑物和隔离桩对地表沉降曲线的影响可知,建筑物与其附近地层呈现出协同变形、共同承载的特征,在隧道一侧添加地质钻隔离桩对该侧地表沉降值的减小程度可达71.9%。研究成果对滇中引水工程现场施工与类似工程具有一定指导和借鉴意义。     

大跨度洞室开挖施工方案研究

针对某工程隧洞进口闸室段开挖跨度大,上覆岩体薄,围岩为V类的具体情况,本文以减小开挖断面跨度以及新奥法施工方法的基本原理为出发点,对该隧洞进口闸室段的两种开挖方案进行了分析研究。用有限元方法得到了洞室外围岩的位移场、应力场分布。比较这两种方案,最终得出了在围岩稳定以及支护结构稳定情况下较为理想的开挖与支护方案。     

CRD法开挖对海底隧道结构内力及安全系数影响

翔安隧道是我国第一条大跨度公路海底隧道,其两端陆域段位于富水的强风化岩层中,地质条件极为复杂,设计采用分部开挖法施工,并在隧道施工期间,利用振弦式钢筋计对隧道初期支护及临时支护的钢支撑进行了应力监控。论文基于现场监测数据,并结合数值方法,分别对CRD1、CRD2部和CRD1、CRD3部超前的两种不同开挖顺序对隧道支护结构内力的影响进行了探讨。研究结果表明,采用CRD1、CRD2部超前开挖时的结构内力要略大于采用CRD1、CRD3部超前开挖时的结果,CRD3部的开挖对结构内力的影响较大,两种开挖顺序的安全系数都满足规范要求,所以结构是安全的。     

The influence of an excavation damaged zone on the thermal-mechanical and hydro-mechanical behaviors of an underground excavation

In Korea, a reference disposal system, KRS, was proposed in 2006 after 10 years of research and development. In the KRS, the high-level radioactive waste repository is considered to be located in a crystalline rock likes granite. For a validation of the feasibility, safety, and stability of the KRS, an underground research tunnel, KURT was constructed in Nov. 2006. During the construction of KURT by a controlled blasting, the size and characteristics of an excavation damaged zone(EDZ) were investigated by in situ as well as laboratory tests. The possible influences of an EDZ around a tunnel on the thermal, hydraulic and mechanical behaviors of the near field were investigated by using hydro-mechanical and thermo-mechanical coupling analyses. From this study, it was found that the existence of an EDZ can influence the thermal, hydraulic, and mechanical behaviors of the near field and it was recommended that an EDZ should be considered as an important parameter during the design of underground repositories.     

液压挖掘机振动掘削减阻机理研究

铲刃以振动的方式作用于土壤,可以有效地降低液压挖掘机挖掘作业时的阻力。从理论上研究了振动掘削岩土的减阻机理,土壤剪切试验结果表明,振动载荷能够使土壤的内摩擦角变小、抗剪强度下降、最大主应力值减小,从而导致挖掘阻力降低;对土壤在静态载荷和振动载荷作用下的失效过程进行了对比仿真实验研究,可知土壤在振动加载的条件下强度显著下降,并提前于相同条件的静态加载而破坏,同时跟踪X方向的载荷发现,振动掘削最大掘削阻力可降低50 %。     

隧道开挖对地下管线的影响分析

采用Abaqus有限元分析软件,建立三维模型,模拟隧道开挖对地下管线的影响,充分考虑了不同的埋深、材质、下卧层刚度等条件。结果表明,管线周围土的性状,与双线隧道的相对位置以及管线自身刚度、管径等不同,将对其变形和内力产生较大影响,从而得出一些规律,为今后类似工程施工提供依据。     

隧道开挖的双重介质水力耦合模型有限元分析

基于混合物理论孔隙-裂隙岩体的双重孔隙介质水力耦合计算的微分方程,利用伽辽金有限元法提出了相应的有限元公式,并基于岩体分类指标（RQD,RMR）提出了与岩体应变状态相关的渗透系数计算公式。编制了裂隙岩体双重介质流固耦合的2-D有限元程序,给出的验证算例表明,该程序是合理和实用的。同时将该程序用于隧道开挖的模拟计算,探讨渗流效应对开挖隧道围岩变形与渗流场的影响。计算结果表明,在隧道设计中不考虑渗流的影响是偏于不安全的。     

曲率半径对临时支护及核心土的受力影响分析

双侧壁导坑方法开挖面积小,能够将大断面隧道简化为几个小跨度的导洞隧道,增加了隧道的整体稳定性,是特大断面大跨度公路隧道推荐采用的开挖方法之一。但目前并没有统一标准的双侧壁导坑断面的设计方法,核心土临时支护曲率半径形式的设计具有较大的主观性。而实践表明,临时支护的曲率形式对于核心土和导洞的稳定性影响至关重要。以广州龙头山双洞8车道公路隧道为依托,在相同的边界条件下,通过数值计算、实测数据和现场实例,深入分析核心土临时支护的合理曲率形式。其结果旨在为大断面大跨度公路隧道设计的优化提供借鉴和参考。     

厦蓉高速公路某隧道洞口段开挖对仰坡变形影响的数值分析

针对一座浅埋偏压隧道,采用FLAC3D对该隧道进口段进洞开挖进行动态施工三维数值模拟。基于围岩应力分布特征,仰坡坡面轴向和横向位移的变化特征,分析了偏压浅埋隧道洞口段开挖引起的仰坡变形规律。计算结果揭示：仰坡后缘下沉,前缘向洞心外有移动趋势;隧道开挖引起隧洞洞身附近岩体出现较大应力集中和变形现象,洞口段洞身以上仰坡坡面主要以竖向沉降为主,洞身两侧向洞内挤压。在此基础上提出了保证仰坡稳定和安全进洞的一些建议。     

动力水头对钻具轴向力的影响

在冲洗液循环条件下,动力水头对钻具轴向力的影响不容忽视。从流体动力学入手,定性和定量分析了深孔钻进条件下,动力水头对钻压的影响。举离力是钻具轴向力的重要组成部分,工程实例证明,在深井中举离力对轴向力的影响更大。因此,准确计算循环钻井液动力水头产生的举离力,对于正确分析钻具轴向力、估算实际钻压具有重要的意义。     

隧道降水施工对既有市政管线隧道影响研究

针对成都某新建铁路隧道近接下穿既有市政管线隧道的降水施工方案,运用有限差分法和流固耦合理论,分析研究了降水施工过程中,既有市政管线隧道的受力特性及位移变化规律,研究结果表明:距离降水井约50m范围内,地表沉降量变化显著,易发生差异沉降;既有管线隧道初期与二衬结构应力和位移变化及分布规律几乎一致,交叉处界面位移最大,沿隧道纵向向两端逐渐减小且呈对称分布;交叉处30m范围内,初期支护和二次衬砌拱顶纵向应力主要为负值即压应力,仰拱纵向应力主要为正值即拉应力且最大拉应力超过了混凝土的极限抗拉强度。由此可知,降水施工对上部市政管线隧道的影响较大,降水施工前应采取一定的特殊辅助措施,以保证隧道结构安全性。     

隧道施工不良地质应急预案研究

在充分研究隧道施工常见不良地质类型和超前地质预报技术的基础上,将隧道施工常见的不良地质分类与不同阶段超前地质预报技术的精度结合提出隧道施工不良地质预警分级及预案。隧道施工超前地质预报因方法不同其预报精度不等,且各种不良地质与隧道的空间关系不同而对隧道施工的危害也不同。考虑到预报精度和不良地质类型,作者将隧道施工不良地质进行了预警分级。针对某级某类不良地质体建立了相应的防控预案,以防为主,紧急情况有相应的处治措施。并以绿、蓝、黄、红四种颜色代表不同的危险等级在洞口标示起到警示作用,加强施工人员的安全意识,从而保证隧道施工过程的安全。     

隧道掘进综合信息智能监控系统研究

结合现代遥测技术,把选测断面传感器（频率类、电压电流类、开关量类、数字类等）数据采集、三维激光扫描、地质超前预报、爆破振动监测以及可视化监控融合在一起,实现隧道施工掌子面可视化实时显示与分析、隧道施工监测自动化数据采集与分析,形成隧道施工多元信息监测系统TIS(tunnel intelligentized monitoring system),确保复杂围岩地质条件下隧道施工安全。该系统测试项目的全面性、实时性和预警性对隧道施工的动态设计、施工管理以及提高施工过程的安全度等具有重要的现实意义。