The dynamics of natural pipe hydrological behaviour in blanket peat

Natural soil pipes are found in peatlands, but little is known about their hydrological role. This paper presents the most complete set of pipe discharge data to date from a deep blanket peatland in Northern England. In a 17.4‐ha catchment, we identified 24 perennially flowing and 60 ephemerally flowing pipe outlets. Eight pipe outlets along with the catchment outlet were continuously gauged over an 18‐month period. The pipes in the catchment were estimated to produce around 13.7% of annual streamflow, with individual pipes often producing large peak flows (maximum peak of 3.8 l s^?1). Almost all pipes, whether ephemerally or perennially flowing, shallow or deep (outlets > 1 m below the peat surface), showed increased discharge within a mean of 3 h after rainfall commencement and were dominated by stormflow, indicating good connectivity between the peatland surface and the pipes. However, almost all pipes had a longer period between the hydrograph peak and the return to base flow compared with the stream (mean of 23.9 h for pipes, 19.7 h for stream). As a result, the proportion of streamflow produced by the pipes at any given time increased at low flows and formed the most important component of stream discharge for the lowest 10% of flows. Thus, a small number of perennially flowing pipes became more important to the stream system under low‐flow conditions and probably received water via matrix flow during periods between storms. Given the importance of pipes to streamflow in blanket peatlands, further research is required into their wider role in influencing stream water chemistry, water temperature and fluvial carbon fluxes, as well as their role in altering local hydrochemical cycling within the peat mass itself. Enhanced piping within peatlands caused by environmental change may lead to changes in the streamflow regime with larger low flows and more prolonged drainage of the peat. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

高地应力V级围岩相似材料研制及岩体开挖卸载模型试验分析

以黄土、砂为骨料,石膏、水泥为胶结材料,水为调节剂,以正交试验方法配制出V级围岩相似材料,该材料能够很好的模拟隧道Ⅴ级软弱围岩。在此基础上,以钢筒模型试验为媒介,通过千斤顶配合反力架加载,观察不同材料配比下的试验组应力变化斜率、自稳时间、应变大小等方面的差异,结合加载完成后模型开口处岩体变化情况,探索高地应力下Ⅴ级围岩开挖卸载效应。试验结果表明:虽然相似材料会因配比不同改变物理力学性质,但主要是对弹性模量的影响较大;在增大垂直压力作用下,试验中材料自稳时间变长,应力释放也较为彻底,但整体趋势放缓。     

基于反应位移法的复杂软土盾构隧道横断面抗震分析

采用反应位移法,利用ABAQUS软件建立梁-弹簧有限元模型,进行复杂软土场地中盾构隧道横断面抗震分析,并结合天津滨海Z2线软土盾构隧道进行计算。研究表明,在地震作用下,最大弯矩值和剪力值一般出现在拱肩位置,最大轴力值一般出现在拱腰附近;处于复杂地层附近的隧道结构内力值较大,应加强该位置处的抗震构造措施或在选线时尽量避免复杂场地。本文对复杂软土场地中盾构隧道横断面抗震设计具有一定参考价值。     

近距离上层隧道施工对下层隧道的扰动影响

针对近距离上层隧道施工时给下层隧道稳定性造成扰动影响的现状,基于简支土体梁力学模型,研究下层隧道顶部在周期性扰动力作用下的系统振动特性,得到顶部垂直位移的动态响应数学表达式,为定量掌握最大位移峰值的大小与出现时刻提供理论依据,指出考虑振动因素时上下层隧道安全距离的确定方法。结合具体算例探索扰动力等因素对最大位移的作用规律,结果表明:扰动力振幅和隧道跨度分别增加1倍和2倍时,最大位移峰值相应增大1倍和23.9倍;隧道层间垂距和土体弹性模量分别增加2倍和3倍时,最大位移峰值相应减小88.2%和70%。当主要影响因素变化时,最大位移的波动大周期延长、波动震荡性加剧,特别是峰值处的震荡幅值增大,隧道顶部稳定性受到明显影响。     

大型越江盾构隧道施工安全与风险管理探讨

对大型泥水盾构隧道施工安全与施工风险进行详细全面的分析,指出了施工安全与施工风险对人身安全、工程结构和施工机械设备带来的危害。结合工程实例和实践经验,对大型越江盾构隧道施工安全与风险管理进行全面探讨。     

西安地铁隧道穿越饱和软黄土地段的地表沉降监测

以西安地铁一号线朝阳门站一康复路站区段饱和软黄土地铁隧道为研究对象,通过施工期现场地表沉降变形监测,分析了在饱和软黄土特殊地层条件下隧道浅埋暗挖法施工引起的该区段地表沉降变形规律以及地表沉降槽分布特征。结果表明：在饱和软黄土隧道开挖时,随着掌子面的推进,隧道顶地表沉降可分为沉降微小阶段、沉降显著发展阶段、沉降缓慢阶段和沉降稳定阶段;单线隧道开挖后的最大地表沉降量为18．89mm,双线隧道开挖后的最大地表沉降量为36．4mm;已开挖隧道对围岩土体的扰动作用使得后开挖隧道的地表沉降发展较大;双线隧道的地表沉降槽宽度接近单线隧道沉降槽宽度的2倍,因此可以将其近似为单线隧道地表沉降槽宽度与双线隧道轴线中点距离之和;单线隧道开挖后地表沉降槽宽度为8．4～9．3m,双线隧道开挖后地表沉降槽宽度为16．2～17．5m;隧道开挖施工的沉降槽宽度参数为0．435～0．467,单线隧道开挖后的地层损失率为0．765％～1．324％,双线隧道开挖后的地层损失率为1．231％～2．200％。     

高水压顶管隧道管节修复装置的设计与应用

富春江顶管工程为例,介绍了一种可快速拆卸的用于深埋顶管隧道对管节局部破损进行修复的装置。装置结构简单、紧凑,易于在圆形截面的隧道中进行快速拼装。该装置最高耐水压力0.8 MPa,可对地下水位以下30~80 m顶管隧道中出现沿轴线长＜0.4 m环状破损的管节进行注浆修复。这种设计能够有效解决深埋顶管隧道小面积局部破损、小范围漏水涌砂等问题,为深埋顶管等方法构筑的圆形隧道提供应急修复保障。     

浅埋暗挖技术在南平市天台隧道工程施工中的应用

主要介绍了在Ⅱ、Ⅲ类围岩中施工城市浅埋隧道的施工技术，以“短开挖、快封闭、强支护、勤量测”为指导，将隧道分成上、下两个台阶进行开挖，及时进行初期支护，保证施工始终处于安全状态。     

灰岩冻融循环的劣化规律研究

基于岩石损伤理论推导了冻融循环作用下岩石的损伤劣化模型,并采用冻融循环试验方式测试了后崴子隧道灰岩岩样冻融循环后的物理力学特征变化规律,分析了其损伤劣化规律。获得了岩样的质量、纵波波速随冻融循环呈现先增后减的趋势,单轴抗压强度持续减小,弹性模量和峰值应变逐渐增大的结果。分析获得了冻融循环作用下灰岩总损伤变量与应变的关系,冻融和载荷的共同作用会使总损伤加剧,但损伤曲线表明耦合作用也可适当缓解这一影响,且灰岩应变值趋于一致,表明影响灰岩强度极限的主要因素可以不考虑冻融循环。     

重庆东温泉山既有隧道疏排对岩溶水的影响

岩溶水径流路径非常复杂,而隧道疏排对岩溶水的影响更是一个长期复杂的过程。在长期观测数据以及实地调查研究的基础上,分析重庆东温泉山既有隧道疏排对岩溶水的影响,总结出水平流动带内隧道疏排岩溶水形成的降落漏斗一般可达到隧道标高附近,岩溶裂隙水带内隧道疏排岩溶水形成的降落漏斗仍保持在隧道上方一定高度,渗透性是隧道疏排对岩溶水影响的关键因素。