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挤压性大变形隧道橡塑海绵缓冲层变形释能效应研究 被引量：1
1
作者 匡亮 朱建林 +5 位作者 陶伟明 刘志强 吴剑 唐思聪 周路军 齐春 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第2期104-110,共7页
为探究橡塑海绵缓冲层在挤压性大变形隧道让压支护中的适用性,采用室内试验、数值模拟、现场测试等手段开展橡塑海绵缓冲层的释能效能研究。主要结论包括:(1)橡塑海绵的单轴压缩试验表明,橡塑海绵受力和变形满足线性关系,当橡塑海绵压... 为探究橡塑海绵缓冲层在挤压性大变形隧道让压支护中的适用性,采用室内试验、数值模拟、现场测试等手段开展橡塑海绵缓冲层的释能效能研究。主要结论包括:(1)橡塑海绵的单轴压缩试验表明,橡塑海绵受力和变形满足线性关系,当橡塑海绵压缩比达到70%时,材料尚未发生破坏,橡塑海绵的压缩变形性能和强度性能均良好,可作为缓冲层设置于挤压大变形隧道各层支护结构之间;(2)数值模拟结果表明,相较于40 cm厚衬砌无缓冲层支护体系和50 cm厚衬砌无缓冲层支护体系,40 cm厚衬砌+10 cm厚缓冲层支护体系对应的围岩拱顶沉降量分别增加7.23%、14.50%,仰拱隆起量分别增加8.86%、17.01%,第三主应力最大值分别降低53.35%和49.86%;(3)兰渝铁路木寨岭隧道大变形段有无缓冲层段受力测试对比试验表明,相较于无缓冲层支护体系,有缓冲层支护体系的支护接触压力、钢筋应力、混凝土应力分别降低55.7%、69.5%、60.9%。综上所述,橡塑海绵缓冲层具有较显著的释能效用,可提升支护体系的受力安全性,可作为一种让压支护手段在挤压性大变形隧道进行应用。 展开更多
关键词 铁路隧道 挤压性大变形 让压支护 缓冲层 橡塑海绵 释能效果
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某花岗岩残积土基坑诱发隧道变形成因及控制 被引量：2
2
作者 刘庭金 朱超 +1 位作者 陈耘杰 叶灏睿 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第3期42-47,共6页
研究目的:花岗岩残积土遇水软化崩解、失水干缩的特性给深基坑开挖施工带来极大困难。本文以某邻近地铁隧道的花岗岩残积土深基坑工程为例,归纳开挖期间基坑变形、地下水位及隧道的各项监测数据,分析隧道沉降及地下水位降幅异常的原因,... 研究目的:花岗岩残积土遇水软化崩解、失水干缩的特性给深基坑开挖施工带来极大困难。本文以某邻近地铁隧道的花岗岩残积土深基坑工程为例,归纳开挖期间基坑变形、地下水位及隧道的各项监测数据,分析隧道沉降及地下水位降幅异常的原因,并对比不同控制措施对相邻隧道变形控制效果。研究结论:(1)基坑开挖施工诱发紧邻隧道最大累积沉降为44.5mm,应重视其在花岗岩残积土地区施工影响;(2)地下水位降幅过大是导致花岗岩残积土层软化崩解的主要原因,也是造成邻近隧道变形过大的重要原因;(3)基坑于花岗岩残积土地层开挖作业期间,应尽快架设支撑,减少基底暴露时间,控制围护结构变形;(4)通过反演计算结果表明,基坑开挖及降水完成后,残积土压缩模量仅为开挖前的44.0%,WSS水平注浆加固后压缩模量提高了3.8倍,隧道沉降位移最多恢复了77.1%,水平位移最多恢复了53.6%,补偿加固后隧道出现二次沉降的幅度明显降低;(5)本研究结论可为类似花岗岩残积土地区邻近隧道开挖基坑工程提供借鉴。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 深基坑 地铁隧道 地下水位 注浆加固
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盾构隧道双层衬砌结构受力特点及影响因素研究 被引量：2
3
作者 王士民 刘畅 +1 位作者 马晓斌 钟美昀 《土木工程学报》 北大核心 2025年第5期119-128,共10页
盾构隧道双层衬砌结构受力特性是指导设计以及现场施工的重要依据,明确具体的荷载分配情况有利于维持结构的安全与稳定。以狮子洋隧道为工程依托,通过相似模型试验对盾构隧道双层衬砌结构的受力特点及其影响因素进行研究,结果表明:随着... 盾构隧道双层衬砌结构受力特性是指导设计以及现场施工的重要依据,明确具体的荷载分配情况有利于维持结构的安全与稳定。以狮子洋隧道为工程依托,通过相似模型试验对盾构隧道双层衬砌结构的受力特点及其影响因素进行研究,结果表明:随着外部荷载的增大,二衬荷载平均承担比例逐渐减小,管片起主要承载作用,二次衬砌的荷载平均承担比例均低于50%,在常时设计荷载下的荷载承担比例最大为46.22%;二衬内力分担比例与地层侧压力系数成正比,与二衬厚度成反比,地层侧压力系数过大对结构会有不利影响;叠合式结构的二衬内力分担比整体大于复合式结构,可针对二衬功能不同选取对应的接合面形式。 展开更多
关键词 盾构隧道 双层衬砌 受力特点 力学特性 模型试验
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基于G2-CRITIC-UMT模型的铁路隧道低碳施工评价研究 被引量：1
4
作者 靳春玲 安祥 +2 位作者 贡力 姬照泰 管巧玉 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第1期139-146,共8页
促进铁路建设全生命周期低碳转型,关键是发展以铁路施工为主的低碳理念。以碳排放评价作为切入点,基于完整性与可操作性等原则,选取4个具有代表性的一级指标,遴选11个重要影响因素,建立低碳施工评价指标体系,选用G2法及CRITIC法进行主... 促进铁路建设全生命周期低碳转型,关键是发展以铁路施工为主的低碳理念。以碳排放评价作为切入点,基于完整性与可操作性等原则,选取4个具有代表性的一级指标,遴选11个重要影响因素,建立低碳施工评价指标体系,选用G2法及CRITIC法进行主客观权重计算,构建未确知测度理论评价模型,采用置信度识别准则进行等级识别,对广汕铁路8个典型隧道段低碳施工碳排放进行分级评价。研究结果表明:弃渣场复垦率、水土流失防护程度、废水达标排放率、施工材料本地化率等指标会极大地影响铁路隧道低碳施工效果;计算得到其中5个隧道低碳施工等级为Ⅱ级、3个隧道低碳施工等级为Ⅲ级。通过论证,G2-CRITIC-UMT模型评价结果相比于BP神经网络模型准确度更高,与实际情况符合程度由62.5%提高到87.5%,验证模型的准确性,可为铁路隧道低碳施工评价提供新思路。 展开更多
关键词 铁路隧道 低碳施工 G2法 CRITIC法 未确知测度理论
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盾构下穿时高铁行车安全随机可靠度评估方法 被引量：1
5
作者 唐钱龙 邹洋 +1 位作者 刘妙 彭立敏 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期496-508,共13页
为解决高铁行车在盾构下穿时安全性评估难以完全考虑土层不均匀性和不确定性等因素的问题,基于多体系统动力学和有限元方法,分别建立列车子系统和轨道-盾构隧道-地基土子系统模型,并利用轮轨接触关系组成整体耦合时变系统。运用随机可... 为解决高铁行车在盾构下穿时安全性评估难以完全考虑土层不均匀性和不确定性等因素的问题,基于多体系统动力学和有限元方法,分别建立列车子系统和轨道-盾构隧道-地基土子系统模型,并利用轮轨接触关系组成整体耦合时变系统。运用随机可靠度理论,对盾构下穿高速铁路路基段时隧道埋深、盾构间距、掘进状态、注浆范围和地层损失率等因素下高速列车的运行安全进行了可靠性评估。在确定可接受的列车运行失效概率条件下,计算、分析和总结盾构掘进过程中高速列车的安全运行可靠度指标,并给出盾构掘进时不同车速等级下各因素的安全限值。结果表明:车速越大,列车运行安全可靠度指标越小;隧道埋深、盾构间距、预注浆加固范围越大,列车运行安全可靠度指标越大;不同掘进状态亦影响列车运行安全可靠度指标;地层损失率越大,列车运行安全可靠度指标越小;列车交会时的可靠度指标比单车行驶时更小;车速为200、250、300和350 km/h时,单车与双车交会失效概率大致满足一定的比例关系,其比值的变化范围为1.10~1.28。当车速等级分别为1级(>300 km/h)、2级(250~300 km/h)、3级(200~250 km/h)和四级(<200 km/h)时,对应的隧道埋深、盾构间距、注浆范围和地层损失率等指标参数有一定的控制限值。研究结果可为盾构下穿高铁路基项目提供控制值参考。 展开更多
关键词 盾构下穿施工 列车-轨道-道床耦合 行车安全 可靠度评估 隧道
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基于车线隧系统的环境振动预测评估方法及参数影响研究 被引量：1
6
作者 徐磊 胡逸宁 +4 位作者 朱光楠 刘向明 刘虎兵 龙辉 黄厚龙 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1177-1187,共11页
针对与日益稠密的城市地铁网相伴而生的地铁车致环境振动问题,基于车辆-轨道-隧道空间耦合时变动力学模型,引入环评经验预测公式,发展了高效的车致环境振动预测和评估方法,研究行车速度、扣件和减振垫刚度阻尼参数组合策略对隧道壁分频... 针对与日益稠密的城市地铁网相伴而生的地铁车致环境振动问题,基于车辆-轨道-隧道空间耦合时变动力学模型,引入环评经验预测公式,发展了高效的车致环境振动预测和评估方法,研究行车速度、扣件和减振垫刚度阻尼参数组合策略对隧道壁分频振级和地表Z振级的影响规律。研究结果表明:随着行车速度的增加,频谱幅值增大,隧道壁Z振级先增大,而后Z振级因峰值频率向高频偏移出计权范围而减小。选用扣件参数时需兼顾行车性能和环境振动的影响,扣件刚度超过60 kN/mm后减振效果不明显;轮重减载率会随扣件刚度的增大而增大,扣件阻尼宜选择26(kN·s)/m以下可满足限值要求。减振垫对隧道壁振动影响幅度较扣件显著,阻尼小于600(kN·s)/m^(3)时隧道壁Z振级随着减振垫刚度阻尼的增大而增大,隧道壁Z振级在隔振频率20Hz、阻尼600(kN·s)/m^(3)达到最大值。此外,基于规范给出了不同类型建筑距线路中心的达标范围,设计车速80 km/h及以下时,居民、文教建筑应距地铁线路中心20 m以上,商业、工业建筑应距地铁线路中心10m以上;20~1000(kN·s)/m^(3)减振垫阻尼以及5~24Hz隔振频率对应室内振级都能满足商业、工业建筑的要求,采用600(kN·s)/m^(3)以上的阻尼需要居民、文教建筑距线路中心10m以上。研究结果可为地铁线路结构减振参数设计提供参考。 展开更多
关键词 列车-轨道-隧道动力相互作用 实测验证 地表振级分布 参数组合分析 环境振动预测方法。
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穿越走滑断层隧道柔性接头抗错性能试验研究
7
作者 粟威 陶伟明 +4 位作者 匡亮 张熙 申玉生 曹彧 胡炜 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第6期123-133,共11页
以西部高烈度地区穿越活动断裂带隧道工程为依托,开展大型模型试验,对左旋走滑断层运动下隧道结构的变形模式、受力特征和破坏形态进行分析。深入研究穿越断层破碎带整体式隧道结构,采用节段式衬砌和柔性接头连接下隧道结构的应变响应... 以西部高烈度地区穿越活动断裂带隧道工程为依托,开展大型模型试验,对左旋走滑断层运动下隧道结构的变形模式、受力特征和破坏形态进行分析。深入研究穿越断层破碎带整体式隧道结构,采用节段式衬砌和柔性接头连接下隧道结构的应变响应、位移形式、内力分布和破坏模式,旨在探究断层强制位移作用下隧道结构的响应规律,得出铰接设计对隧道结构抗错断性能提升的影响。研究结果表明,在断层破碎带内设置15 cm长度衬砌节段,并以30 cm长度节段向两侧过渡,衬砌节段之间采用柔性接头连接形式,能够有效减小断层破裂面附近隧道结构的拉、压应变峰值,其中左拱腰处应变峰值降幅达到84.6%;柔性接头可通过剪切、扭转变形承担围岩传递至隧道结构的位错,隧道结构的位移曲线在柔性接头处出现不连续现象;断层走滑错动作用下断层带与活动盘交界面隧道结构受弯最严重,隧道拱腰和拱脚处弯矩最大,采用抗错断措施之后拱腰弯矩降幅最大达到87.1%;柔性接头能够避免衬砌大范围开裂和损伤,仅出现衬砌局部拉、压破坏,显著提升隧道结构的抗错断性能。为高烈度地区穿越活动断裂带隧道工程的抗错断设计提供一定的参考依据。 展开更多
关键词 铁路隧道 走滑断层 柔性接头 节段衬砌 抗错断性能 模型试验
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超埋深高铁隧道煤层防突出揭煤方案研究
8
作者 杨昌宇 唐国荣 +6 位作者 袁勋 吴华 谢毅 喻渝 邸成 朱勇 郑杰元 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第10期182-191,共10页
煤与瓦斯突出是深部煤层和隧道掘进过程中最具破坏性的动力灾害之一,基于渝昆高铁昭通隧道2号横洞工区埋深超900m、高地应力环境、大变形、多层透气性极差的工程现状,为解决隧道段煤层煤与瓦斯突出防突节煤问题,对比分析平导掌子面一次... 煤与瓦斯突出是深部煤层和隧道掘进过程中最具破坏性的动力灾害之一,基于渝昆高铁昭通隧道2号横洞工区埋深超900m、高地应力环境、大变形、多层透气性极差的工程现状,为解决隧道段煤层煤与瓦斯突出防突节煤问题,对比分析平导掌子面一次防突、平导掌子面两次防突和增设高低位钻场等方案的防突效果,并研究多种冲孔增透技术的适用性和技术特征,确定渝昆高铁昭通隧道2号横洞工区“防突增透+水力冲孔+瓦斯抽放”一体化揭煤技术方案。现场试验结果表明:(1)增设高低位钻场方案最优,相比平导掌子一次防突方案,最长钻孔从125 m缩短至50 m(减少60%),总钻孔量从34 161降至19 250(减少43.6%);(2)水力冲孔水压与进水量呈显著正相关,22 MPa时试验孔平均进水量较10 MPa提升56.25%,且20 MPa为最优冲孔压力,此时煤体透气性增至原7倍,瓦斯衰减系数降至原1/3;(3)“分区域分阶段”防突工序可精准控制无突出危险范围,搭配13~18 kPa瓦斯抽采负压,抽采浓度提升2.3倍,单孔抽采效率提升2倍以上;(4)总结形成“三软”地层水力冲孔增透抽采工艺,适配超埋深隧道成套装备需求。本研究可有效解决超埋深高铁隧道低透气性粉煤防突难题,为超埋深高铁隧道安全施工提供技术支撑。 展开更多
关键词 超埋深高铁隧道 防突揭煤 高低位钻场 水力冲孔 煤层增透
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考虑支护刚度的隧道形变压力计算方法探讨
9
作者 胡炜 王志龙 +2 位作者 喻渝 谭信荣 张涛 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第10期159-166,共8页
形变压力作为支护与围岩共同变形中产生的接触压力,与支护结构刚度密切相关。为明确支护刚度与形变压力的关系,采用统计回归方法对深埋隧道形变压力现场实测数据进行分析,研究支护刚度对形变压力的影响规律,并采用多因素分析方法,研究... 形变压力作为支护与围岩共同变形中产生的接触压力,与支护结构刚度密切相关。为明确支护刚度与形变压力的关系,采用统计回归方法对深埋隧道形变压力现场实测数据进行分析,研究支护刚度对形变压力的影响规律,并采用多因素分析方法,研究考虑支护刚度等因素的一般深埋隧道形变压力计算方法。研究表明:支护刚度与隧道跨度、断面形状、支护结构弹性模量、厚度相关,在形变压力实测数据对应的隧道断面形状变化不大的前提下,可采用喷混(含钢架)截面抗弯刚度表征支护刚度;形变压力与喷混(含钢架)截面抗弯刚度、围岩级别及隧道跨度正相关,截面抗弯刚度和围岩级别采用指数函数、隧道跨度采用线性函数进行形变压力公式拟合的相关系数最高;采用提出的形变压力计算公式得到的围岩形变压力值低于现行隧道规范松动压力公式计算得到的压力值;基于形变压力样本数据特征,建立的形变压力计算方法主要适用于隧道跨度为12.0~15.2 m、喷混(含钢架)截面抗弯刚度为(0.02~5.00)×10^(7) N·m^(2)的一般围岩条件下的深埋双线隧道,研究结论可为深埋隧道围岩形变压力的进一步研究提供参考。 展开更多
关键词 铁路隧道 形变压力 统计回归 支护刚度 计算方法 深埋隧道
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基底均匀膨胀作用下黄土-泥岩复合地层隧道衬砌力学响应研究
10
作者 梁庆国 李景 +2 位作者 张崇辉 刘彤彤 孙志涛 《岩土力学》 北大核心 2025年第6期1811-1824,共14页
黄土地区的地层结构大多具有上部黄土、下部泥岩的二元结构特点。隧道穿越泥岩和黄土−泥岩复合地层时,地下水重分布并易于富集于仰拱底部,泥岩遇水膨胀则会产生仰拱底鼓,而不同的地层组合及其差异性对衬砌变形及受力特性影响显著。尝试... 黄土地区的地层结构大多具有上部黄土、下部泥岩的二元结构特点。隧道穿越泥岩和黄土−泥岩复合地层时,地下水重分布并易于富集于仰拱底部,泥岩遇水膨胀则会产生仰拱底鼓,而不同的地层组合及其差异性对衬砌变形及受力特性影响显著。尝试采用在仰拱底部施加位移的方式模拟泥岩膨胀作用,依托甘肃天水某隧道,开展了纯泥岩地层与交界面位于拱腰处的黄土−泥岩复合地层隧道基底均匀膨胀作用下的底鼓模型试验。分析了两种工况下衬砌内力、变形及破坏特征的差异性,并将模型试验与数值模拟结果进行了对比。结果表明:(1)模型底部加载强制位移引起的膨胀变形可分为基底土体压密阶段和基底位移等效传递阶段两个阶段。(2)由于泥岩与黄土弹性模量比值约为2:1,相较之下,交界地层中上覆黄土刚度较小,对衬砌变形约束效果弱,仰拱隆起位移更大;交界面处拱腰更易向外扩张,扩张变形达9.2 mm,约为纯泥岩地层的3倍;交界面附近衬砌截面处易产生应力集中现象。(3)在两种地层中,仰拱及拱脚位置均表现出易于产生裂缝和损坏的特性。此外,在交界地层中,衬砌拱肩部位同样显示出较高的开裂风险,并且拱脚处的裂缝有向拱腰部位扩展的趋势。(4)相较于纯泥岩地层,交界地层中交界面附近黄土对仰拱底鼓作用具有荷载释放效应,交界面处黄土压缩吸收部分底鼓作用力,因此,上覆黄土地层可延后填充层发生受拉临界破坏的时间。其研究结果可为类似交界地层隧道的理论分析、设计与施工提供参考。 展开更多
关键词 仰拱底鼓 交界地层 模型试验 数值模拟
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含承压溶洞地层的盾构隧道掌子面最小防突岩体厚度预测
11
作者 侯艳娟 董思宇 +5 位作者 杨子怡 骆建军 娄在明 毛露露 夏武 王茉言 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第10期256-264,共9页
掌子面突涌水是岩溶区盾构隧道施工中的易发灾害,而保障掌子面防突岩体的安全厚度能够有效预防此类灾害的发生。依托深惠城际铁路龙岭工作井-坪地站工程区间,提炼出6个影响掌子面防突岩体安全的因素并借助3DEC软件在三维层面建立数值模... 掌子面突涌水是岩溶区盾构隧道施工中的易发灾害,而保障掌子面防突岩体的安全厚度能够有效预防此类灾害的发生。依托深惠城际铁路龙岭工作井-坪地站工程区间,提炼出6个影响掌子面防突岩体安全的因素并借助3DEC软件在三维层面建立数值模型,对掌子面前方含承压溶洞工况下的最小防突岩体厚度展开正交试验研究。研究结果表明:通过多元回归拟合以及机器学习对试验结果进行分析,得到考虑承压溶洞的盾构隧道掌子面最小防突岩体厚度的预测模型;将预测计算结果与现有理论公式计算结果进行对比,平均预测精度超90%;以塑性区分布为初始判据,结合实际工程中易探测的拱顶位移值等因素,可综合判断隧道掌子面突涌水发生时刻;相比于有限元与二维离散元,三维离散元有效表征了结构面与水压耦合效应。研究成果可为岩溶区盾构隧道安全设计与灾害防控提供指导。 展开更多
关键词 岩溶区盾构隧道 最小防突岩体厚度 机器学习 正交试验 离散元 流固耦合
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山岭隧道时滞型突水突泥机理及防控措施研究
12
作者 林之恒 张广泽 袁东 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第8期67-71,共5页
研究目的:随着西部复杂地质条件下隧道工程不断推进,山岭隧道施工面临突水突泥问题越发频繁严重,其中具有显著突发性与时滞型特征的突涌灾害因发灾时空不确定性,成为施工安全管控的难点。本文通过分析总结近年来山岭隧道发生的时滞型突... 研究目的:随着西部复杂地质条件下隧道工程不断推进,山岭隧道施工面临突水突泥问题越发频繁严重,其中具有显著突发性与时滞型特征的突涌灾害因发灾时空不确定性,成为施工安全管控的难点。本文通过分析总结近年来山岭隧道发生的时滞型突水突泥灾害事件的孕灾环境和过程机理,提出时滞型突水突泥的定义、分类、探测与预报技术,以期指导现场施工风险判识和防控,形成一套成熟可靠的防控技术。研究结论:(1)结合时滞型突水突泥时空特征,可划分为涌水-管涌型、流土-塌方型和复合型三大类;(2)时滞型突水突泥诱发地段通常表现为地表负地形、构造破碎带、物探低阻异常区、最大主应力与负地形或构造呈小夹角的孕灾环境特征;(3)基于围岩破碎程度、出水状态、初支施作情况和施工掉块或塌方影响因素,建立了时滞型突水突泥风险发生等级及概率的半定量评价方法,将时滞型突水突泥风险发生等级划分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级;(4)时滞型突水突泥风险防控应按照“宁强勿弱,一次通过”原则,通过加大探测范围、长距离提前泄水降压、提前分级强化施工措施和分级控制减小灾变风险;(5)本研究成果可为类似复杂地质环境下时滞型突水突泥预测和防控提供借鉴。 展开更多
关键词 山岭隧道 时滞型突水突泥 过程机制 孕灾环境 风险判识 防控措施
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高海拔环境隧道爆破工况CO扩散规律与预测方法研究
13
作者 谭忠盛 周振梁 +1 位作者 张辰 杨旸 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第10期231-238,共8页
高海拔隧道钻爆法施工过程中,低压环境会造成爆破产生的一氧化碳(CO)运移困难、浓度增加,对现场施工人员的安全造成威胁,有必要研究高海拔隧道施工CO扩散规律与预测方法。依托西南地区某铁路隧道,建立CO运移规律数值计算模型,通过现场... 高海拔隧道钻爆法施工过程中,低压环境会造成爆破产生的一氧化碳(CO)运移困难、浓度增加,对现场施工人员的安全造成威胁,有必要研究高海拔隧道施工CO扩散规律与预测方法。依托西南地区某铁路隧道,建立CO运移规律数值计算模型,通过现场监测结果验证计算结果的正确性,然后分析爆破产生CO运移及扩散规律,揭示海拔高度对CO扩散规律的影响,最终建立CO浓度和安全准入时间的修正公式。结果表明,(1)海拔从0 m增加至4000 m,气压降低41.5%,CO初始质量分数增加59.8%。(2)掌子面至风管口范围内,风管正前方及隧道对角侧的风速较大,随着与掌子面距离增加,风速极值逐渐集中于风管对角侧,当距掌子面200 m后,风速在断面内均匀分布。(3)随着通风时间的增加,不同位置处CO气团逐渐向洞外运移,且气团浓度逐渐减小。随着位置越远离风管侧,CO气团浓度越大,运移速度越快,风管侧CO运动时间比无管侧慢120 s。(4)不同海拔高度下的CO的纵向分布规律基本一致,随着通风时间的增大,气团逐步向洞口运移。随着海拔的增加,CO浓度呈现逐渐升高的趋势,海拔从0 m增长至4000 m,CO浓度增长1.5~1.6倍。 展开更多
关键词 高海拔环境 施工隧道 数值模拟 CO扩散规律 预测方法
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基于环向变形测量的盾构隧道结构内力反演分析
14
作者 肖明清 薛光桥 +3 位作者 张忆 王帅鹏 吴鑫林 陈稳 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第4期110-118,共9页
盾构隧道穿越不均匀地层过程中,地质条件复杂,结构受力大,且其整体刚度小,抗变形能力较弱,需对盾构隧道变形和受力情况监测,保证隧道结构及运营安全,但传统的监测手段既无法保证在结构受力变形较大的部位监测,也无法实现长期健康监测。... 盾构隧道穿越不均匀地层过程中,地质条件复杂,结构受力大,且其整体刚度小,抗变形能力较弱,需对盾构隧道变形和受力情况监测,保证隧道结构及运营安全,但传统的监测手段既无法保证在结构受力变形较大的部位监测,也无法实现长期健康监测。为研究盾构隧道结构变形和结构受力的长期监测方法,依托江阴靖江长江隧道工程,选取与结构健康监测同一断面布设监测点位,通过自主研发的基于精密测量的盾构隧道结构内力反演分析软件对现场实测数据进行内力反演,并结合健康监测数据进行内力推算,得到两种监测方法计算的弯矩值,针对两组弯矩值进行对比分析研究,提出一种基于ATS激光跟踪技术的盾构隧道精密测量方法。结果表明:精密测量方法可以在任意时间对任意断面进行监测,能够实现在隧道全生命周期内针对最危险、最需要监测的部位的长期监测,精度可达0.01 mm,精密测量监测数据与结构健康监测数据在空间分布上保持一致,弯矩值较为接近,最大拉应力和压应力比值分别为96%、90%,验证了实测数据的精确性、准确性及可靠性,为今后盾构隧道长期监测提供一种新方法,能够更加精确地了解和评价隧道的结构健康状态。 展开更多
关键词 盾构隧道 健康监测 精密测量 内力反演 ATS激光跟踪技术
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基于SCSM模型的TBM多模式掘进参数优化策略
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作者 薛亚东 李雨轩 +3 位作者 罗炜 王化武 郭永发 汪加轩 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第9期66-72,79,共8页
研究目的:随着隧道工程逐步向大埋深、长距离方向发展,全断面隧道掘进机TBM因自动化程度高、环境扰动小、施工高效等优点受到广泛应用。然而,由于TBM在硬岩地层中的掘进参数调整依赖于司机经验,掘进性能与地质环境难以匹配,缺乏有效的... 研究目的:随着隧道工程逐步向大埋深、长距离方向发展,全断面隧道掘进机TBM因自动化程度高、环境扰动小、施工高效等优点受到广泛应用。然而,由于TBM在硬岩地层中的掘进参数调整依赖于司机经验,掘进性能与地质环境难以匹配,缺乏有效的破岩提升策略,易导致掘进效率较低、刀具荷载超限、工程超期等问题。为此,本研究改进CSM模型提出一种SCSM模型用于掘进参数与地质环境之间的关系表达,根据设备推力、扭矩、出渣量极限性能约束对掘进参数优化问题可行域分区,采用多模式求解最优控制参数。研究结论:(1)以引松工程的现场掘进数据为基础,通过线性拟合得到临界推力经验公式,依托引汉济渭工程考虑临界推力以及FPI,建立破岩模式分区模型,针对所构建的分区可行域,根据TBM性能极限定义极硬岩,提出适用于极硬岩的磨岩模式以及片岩、混合模式的优化策略;(2)以引汉济渭岭南工程K29+169.2~K33+613.1标段为例,应用本文研究成果,优化后的掘进能耗降低了5.6%,施工进度提升显著;(3)研究结果表明基于多模式掘进参数优化策略可充分挖掘中低强度下掘进机的性能,对于极硬岩情况可兼顾工期与能耗进行多目标优化。 展开更多
关键词 隧道掘进机 CSM 极硬岩 掘进参数优化 破岩模式
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基于改进博弈论—二维云模型的高海拔铁路隧道施工风险预警
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作者 谢斌 刘岩 崔利兵 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第2期144-152,共9页
为实现高海拔铁路隧道施工风险预警评估,提出一种基于改进博弈论—二维云的施工风险预警模型。首先,基于一般环境铁路隧道施工风险因素分析,结合风险感知和社会风险放大效应理论,综合考虑高海拔铁路隧道施工风险的复杂性,从基本风险和... 为实现高海拔铁路隧道施工风险预警评估,提出一种基于改进博弈论—二维云的施工风险预警模型。首先,基于一般环境铁路隧道施工风险因素分析,结合风险感知和社会风险放大效应理论,综合考虑高海拔铁路隧道施工风险的复杂性,从基本风险和放大风险2个角度构建6个一级指标和29个二级指标的高海拔铁路隧道施工风险预警指标体系,并证明了指标可靠性。然后,运用改进博弈论—组合赋权方法计算所有指标的组合权重,通过剖析国内外铁路隧道施工风险评估方法的研究现状,以风险概率和危害程度为基础变量构建高海拔铁路隧道施工风险预警的二维云模型,利用MATLAB绘制二维云图形象地反映风险等级,并进一步计算贴近度确定准确的风险等级。最后,以色季拉山隧道施工建设为例,验证改进博弈论—二维云在高海拔铁路隧道施工风险预警中的适用性。研究结果表明,色季拉山隧道风险预警等级为“Ⅰ级”,风险概率高且危害程度大,需重点加强人员、环境和组织复杂性方面的管理,对预防高海拔铁路隧道施工风险发生具有重要作用。 展开更多
关键词 高海拔地区 铁路隧道 风险预警 风险感知 风险放大 二维云
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小半径曲线段盾构机平面姿态控制分析
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作者 黄大维 余珏 +2 位作者 徐长节 陈后宏 陈凯 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第5期1685-1693,共9页
盾构机在小半径曲线段施工时平面姿态难以控制,实际施工中施工人员主要凭经验确定主要参数,缺少相关理论依据。对盾构机的平面姿态进行了分析,提出了合理的盾构机平面状态,即盾构机刀盘紧靠外边界通过曲线地段;得到了合理的盾构机平面... 盾构机在小半径曲线段施工时平面姿态难以控制,实际施工中施工人员主要凭经验确定主要参数,缺少相关理论依据。对盾构机的平面姿态进行了分析,提出了合理的盾构机平面状态,即盾构机刀盘紧靠外边界通过曲线地段;得到了合理的盾构机平面姿态时盾构机的内外侧千斤顶行程关系,施工中只要控制内侧千斤顶顶推量,即可得到外侧千斤顶顶推量;得到了合理的盾构机平面状态时不同顶推量时盾构机的最大超挖量计算方法;提出只对曲线内侧进行超挖,上、下均不超挖,并得到了不同角度位置超挖刀伸出量计算方法。成果可为曲线地段盾构姿态智能控制提供理论基础。 展开更多
关键词 盾构法 平面姿态控制 超挖量 顶推行程差 智能化
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考虑接头非线性刚度的铁路隧道装配式衬砌力学性能分析
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作者 关振长 谢轶轲 +2 位作者 丘华生 丘玉进 施静康 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第8期3567-3577,共11页
装配式结构因节约资源、提高效率和减少污染等优点,近些年来开始应用到盾构隧道、地铁车站、综合管廊等地下工程中,但应用于不规则断面形式的公铁路隧道工程的案例较少。针对马蹄形断面铁路隧道装配式衬砌接头,在ABAQUS数值平台上建立... 装配式结构因节约资源、提高效率和减少污染等优点,近些年来开始应用到盾构隧道、地铁车站、综合管廊等地下工程中,但应用于不规则断面形式的公铁路隧道工程的案例较少。针对马蹄形断面铁路隧道装配式衬砌接头,在ABAQUS数值平台上建立精细化数值模型,详细分析接头抗弯/抗剪刚度非线性变化规律。为便于实际工程的应用,对不同工况下的轴力−弯矩−抗弯刚度曲面进行拟合,得到抗弯刚度经验公式,给出不同轴力作用顺/逆剪工况下各阶段抗剪刚度取值表。采用梁−弹簧模型和刚度迭代法,考虑接头抗弯/抗剪刚度的动态变化,求解铁路隧道装配式衬砌结构内力和变形,并与三维实体模型计算结果相验证。研究结果表明:轴弯作用下接头抗弯刚度变化可分3个阶段。第1阶段,抗弯刚度值保持相对稳定;第2阶段,抗弯刚度均随弯矩增大而显著减小;第3阶段混凝土受压侧大部分已被压坏,螺栓作用逐渐增强,抗弯刚度继续缓慢减小。轴剪作用下接头抗剪性能可分为摩擦、滑动、咬合和破坏4个阶段,轴力对抗剪刚度的影响主要体现在各阶段的阈值不同。与三维实体模型计算结果相比,隧道衬砌结构内力和变形的相对误差少于15%,认为基于非线性接头刚度的梁−弹簧模型,在简化计算量的同时也具有较高的计算精度。以上研究成果可为类似工程的设计与施工提供参考借鉴。 展开更多
关键词 铁路隧道 装配式衬砌 接头非线性刚度 梁−弹簧模型 三维实体模型
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小半径曲线段联络通道T接部位振动响应实测研究
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作者 黄强 卞士海 +2 位作者 马永政 崔正阳 邱波 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第2期287-292,297,共7页
联络通道与主隧道交叉部位(“T接部位”)是地铁隧道中对振动响应较为敏感和薄弱的部位。以宁波地铁5号线小半径曲线段隧道为例,对机械法联络通道T接部位和独立隧道分别进行地铁振动测试,揭示联络通道存在对地铁主隧道振动响应的影响。... 联络通道与主隧道交叉部位(“T接部位”)是地铁隧道中对振动响应较为敏感和薄弱的部位。以宁波地铁5号线小半径曲线段隧道为例,对机械法联络通道T接部位和独立隧道分别进行地铁振动测试,揭示联络通道存在对地铁主隧道振动响应的影响。研究表明,T接部位的加速度峰值小于独立隧道,前者的钢轨、道床、隧道壁的竖向加速度峰值比后者分别减少11.42%、40%、34.21%,表明联络通道存在对地铁主隧道振动有减弱作用。小半径段T接部位仍以竖向振动为主,但横向的振动响应很显著,主隧道外侧峰值加速度大于内侧。T接部位的总体加速度振级小于独立隧道,但低频段的1/3倍程加速度振级更大。T接部位以中高频振动为主,钢轨、道床、隧道壁振动主频段中心频率在3 000、2 000、1 000 Hz左右。研究可为机械法联络通道T接部位的环境振动分析提供参考。 展开更多
关键词 振动与波 T接部位 联络通道 地铁振动测试 振动加速度 加速度振级 加速度频谱
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超大埋深软岩隧道中导洞合理超前距离研究
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作者 谭忠盛 张宝瑾 +2 位作者 卫鹏 林克 赵金鹏 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第2期563-571,599,共10页
在超大埋深软岩中修建隧道,由于地应力高、围岩软弱,常常导致隧道产生大变形灾害。采用超前中导洞应力释放技术释放部分地应力,可使围岩中高地应力场转变为低地应力场,降低正洞扩挖时围岩作用于支护结构上的力,从而减小隧道变形,保证支... 在超大埋深软岩中修建隧道,由于地应力高、围岩软弱,常常导致隧道产生大变形灾害。采用超前中导洞应力释放技术释放部分地应力,可使围岩中高地应力场转变为低地应力场,降低正洞扩挖时围岩作用于支护结构上的力,从而减小隧道变形,保证支护结构的安全。本文以滇藏铁路丽香段哈巴雪山隧道为依托,分析中导洞不同超前距离工况下隧道的变形量、初期支护结构受力及围岩塑性区大小,提出中导洞合理超前距离,并通过现场监测对其应用效果进行分析。结果表明:中导洞超前距离为2倍中导洞洞径时,隧道变形及围岩塑性区较小,支护结构受力较为合理,且现场实测隧道变形平均可减小44.52%,初期支护结构围岩压力、钢筋应力及喷混应力平均降低32%、35%、31%。 展开更多
关键词 超大埋深 大变形隧道 应力释放技术 中导洞 超前距离
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