川藏铁路3000 m水平定向钻井技术方案

川藏铁路设计多条超长深埋隧道,且多处于高海拔、高陡斜坡及雪线以上的无人山区,地形险峻,起伏大,交通条件差。沿隧道轴线的水平定向钻井为隧道勘察提供了一种有效的勘察手段。结合工程及地层特点,从钻井设备、工艺等方面,为超长隧道勘察提供了一种3000 m级水平定向钻井技术方案。方案明确了井身结构、全面钻进和长钻程取心钻进工艺、钻井液措施及部分复杂情况应对措施。以较少的钻探工作量,为隧道勘察提供更加详细的实物地质资料,真实反映隧道内的地质情况。     

地铁列车振动作用下近距离平行隧道的弹塑性动力响应

利用有限元数值方法,对地铁列车振动荷载作用下近距离平行隧道结构的二维弹塑性动力响应进行模拟,分析了单列列车荷载以及双列列车荷载作用下土体-隧道结构体系的加速度和内力响应时程曲线。研究表明,列车动力荷载作用下的内力值要比无列车荷载作用下的内力值有较大程度的增加;在单列列车荷载作用下,另一相邻平行隧道的加速度响应、弯矩、轴力峰值要比列车运行所在隧道相应点处的响应值要小;在双列列车荷载作用下隧道结构体系动力响应值要比单列列车荷载作用下的动力响应值有显著增加。     

威连滩冲沟砂黄土的风蚀与降雨侵蚀模拟实验

 通过风洞与模拟降雨实验，研究了风力与降雨对青海省贵南县威连滩冲沟砂黄土的复合侵蚀作用。实验得出：①风蚀后的降雨使砂黄土表面在风干过程中形成了一层较为坚硬的结壳，增大了土壤的抗蚀性，降低了第二次风洞实验后期的风蚀率;②土壤水分与人为扰动是影响土壤风蚀的两个重要因素。当土壤水分较小时，风蚀率受人为扰动影响巨大;当土壤水分较大时，人为扰动对土壤风蚀的影响较小;③在持续降雨的实验条件下，砂黄土的产流、产沙量随着雨强的变化而改变。这种变化与表土的侵蚀率、可蚀性物质的多少、土壤水分以及土壤的入渗率等都有很大的关系。     

乌池坝隧道围岩不定位块体稳定性分析

乌池坝隧道是沪蓉西高速公路恩施至利川段的控制性工程。随着隧道的开挖,岩体沿其切割结构面或临空面产生整体或局部移动,导致围岩失稳而不能施工。针对隧道施工揭露的围岩地质信息,通过几何分析和力学分析,研究该隧道ZK259＋738-ZK259＋768段围岩不定位块体的空间分布,识别关键块体及其破坏类型,并对比运用UNWEDGE软件建立了该段隧道和围岩块体的三维模型,对其中关键块体进行稳定性评价,计算加固所需的锚固力。研究表明,在超前预报中根据隧道施工的围岩地质信息可以有效地识别围岩块体,获得不定位块体分布状况、查明关键块体,在工程实际块段能确定相应块体稳定性系数及工程安全所需锚固力。     

Dynamic response of partially sealed circular tunnel in viscoelastic saturated soil

Based on Biot's wave equation, dynamic response of a circular tunnel with partially sealed liner in viscoelastic saturated soil is investigated. By introducing two scalar potential functions, the analytical solutions of stresses, displacements and pore pressure induced by axisymmetric gradually applied step load are derived in Laplace transform domain. Numerical results are obtained by inverting Laplace transform presented by Durbin and used to analyze the influences of partial permeable property of boundary and viscoelastic damping coefficient of soil on dynamic response of the tunnel. It is shown that the attenuation of radial displacement appeared with the increase of viscoelastic damping coefficient of soil, and relative rigidity of liner and soil, and the influence of partial sealing property of boundary on stresses, displacements and pore pressure is remarkable. The available solutions of permeable and impermeable boundary conditions are only two extreme cases of this paper.     

戈壁地区公路防沙措施防沙效应的风洞试验

 以穿越河西走廊西部戈壁荒漠的嘉峪关至安西一级公路为研究对象,基于风洞模拟试验,针对不同类型公路路基横断面和防护措施设计模型,采用粒子图像测速系统,研究模型的流场变化,进而探讨戈壁公路风沙危害形成机理及防沙措施。研究结果表明:①由于研究区内风沙活动以不饱和风沙流为主,携沙风对公路路基掏蚀、磨蚀严重,需要对路基边坡进行有效砌护;②为了在公路表面形成输沙通道,中央隔离带地表与行车路面应保持同一高度,隔离带采用空隙度大于30%的疏透型;③在公路两侧沙源丰富地段,公路边坡的坡角应小于40°,并且取消防洪沟,以防止沟内积沙;④在沙源丰富地区,公路两侧由外到内依次铺设草方格、覆盖砾石、设置积沙沟的防沙带,可以减少气流中的含沙量,阻止流沙上路,有效解决公路风沙危害问题。     

秦岭隧道地下水水化学异常的形成机理

在分析秦岭隧道地区地质背景及水体水化学组成的变化规律的基础上,确定了平导地下水化学异常的基本特征及形成机理,研究表明水中硫根离子的审围岩中黄铁矿氧化所致钙离子的升高则归因于氧过程形成的大量氢离子促使含钙矿物水角或次生的碳酸盐矿物溶解,而两者浓度的增大导致地下水水化学类型的改变,矿化度及总硬度的异常。     

沟谷的隧道效应

深入研究沟谷应力场的一般规律对于岩爆机理和岩爆预测研究是重要的。V字型沟谷应力场的弹性解析解表明,在沟谷横断面上,存在一个大致平行于沟谷轮廊线的切应力高值区;在轮廊线的内法线方向,切应力单调减小,直至过渡到正常应力区,沟谷的隧道效应是显著的。沟谷的下切形成的二次应力场除了关于沟谷中线基本对称外,不具备轴对称特征,从坡顶到坡角,切应力高值区内切应力量级和高值区的宽度逐渐增大,在沟谷正下方达到最大,甚至有可能突然增大。沟谷深度和坡度越大、构造应力量级越高,切应力越大;在沟谷横断面上,塑性区的厚度具有明显的垂向变化,坡顶大,中间小,沟谷正下方又增大     

近距离交叉隧洞爆破对既有隧道的振动影响

结合南山下隧洞下穿温福客运专线钱仓山隧道工程,实时监测近距离交叉隧洞爆破施工对既有隧道的振动影响。实测结果表明,（1）迎爆面位置影响既有隧道断面的爆破振动速度分布;震源距离测点大于30 m时,距离是爆破振动的主要影响因素;震源距离测点小于30 m时,主要影响因素则为装药量与距离。（2）岩体越坚硬完整,爆破振动波传播衰减越慢。采用导洞先行预留光面爆破、导洞爆破掏槽眼和周边眼及底板眼分开起爆、控制最大段装药量等措施,可有效地降低爆破振动影响,控制其对钱仓山隧道的影响,对类似工程有借鉴作用。