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新建盾构隧道斜交上跨对既有隧道的变形影响分析
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作者 赵智强 《水利技术监督》 2026年第1期124-129,249,共7页
为研究深圳复杂地层条件下新建盾构隧道上跨施工对既有地铁14号线隧道的变形影响,依托深圳市轨道交通四期共建管廊工程,采用ABAQUS软件建立三维有限元模型,模拟土压平衡盾构斜交上跨施工全过程。结果表明:既有隧道竖向隆起呈阶段性递增... 为研究深圳复杂地层条件下新建盾构隧道上跨施工对既有地铁14号线隧道的变形影响,依托深圳市轨道交通四期共建管廊工程,采用ABAQUS软件建立三维有限元模型,模拟土压平衡盾构斜交上跨施工全过程。结果表明:既有隧道竖向隆起呈阶段性递增,最大隆起量位于新建与既有线交界处,且主要集中于穿越阶段特定环数;管片变形以竖向非对称隆起为主,伴随横向变形,最大拉应力和压应力分别出现在拱顶与拱腰,均低于C50混凝土抗压强度标准值,表明结构处于弹性安全状态。该研究系统揭示了既有隧道变形与应力的空间演化规律,可为类似地层盾构近接施工变形预测与控制提供参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 斜交上跨施工 数值模拟 既有隧道 管片变形
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高山峡谷地区隧道洞口适宜性评价与应用研究 被引量:1
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作者 刘伟 许广春 +1 位作者 石崎材 宋树宝 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第3期60-64,74,共6页
研究目的:青藏高原高山峡谷地区隧道洞口选址面临着极为复杂的地质和环境挑战,需规避不良地质灾害和洪水位,选择围岩稳定的位置,并考虑施工难度,以降低工程风险及成本。本文基于现场地质勘察、无人机测绘等综合勘察技术,结合模糊综合评... 研究目的:青藏高原高山峡谷地区隧道洞口选址面临着极为复杂的地质和环境挑战,需规避不良地质灾害和洪水位,选择围岩稳定的位置,并考虑施工难度,以降低工程风险及成本。本文基于现场地质勘察、无人机测绘等综合勘察技术,结合模糊综合评判法和修正灰色聚类分析法构建隧道洞口选址综合评价方法,利用量化评价方法为隧道洞口的选址提供科学依据。研究结论:(1)考虑岩性、坡度、坡面走向、高程、与山脊线距离、仰坡危岩体规模、与断层距离、与现有公路距离、与对岸相应位置间最短距离9个指标建立评价体系;(2)结合现场地质勘察、专家系统和洞口适宜性定量评价建立隧道洞口选址综合评价方法;(3)相较于单一方法,综合考虑模糊综合评判法和修正灰色聚类分析法的隧道洞口选址评价方法更能反映实际工程特征,提出切实可行的洞口选址建议;(4)本研究成果可应用于山区公路隧道建设。 展开更多
关键词 隧道洞口选址 适宜性评价 模糊综合评判法 修正灰色聚类分析法
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软弱围岩隧道锁脚锚管(杆、索)支护研究进展
3
作者 陈建勋 陈丽俊 +1 位作者 罗彦斌 陈浩 《中国公路学报》 北大核心 2025年第9期148-166,共19页
锁脚锚管(杆、索)具有稳定隧道初期支护拱脚、防止掉拱和抑制围岩离散变形等作用,在软弱围岩隧道支护设计与施工中受到普遍重视,其支护机理、受力特性、设计方法与支护工艺等一直是研究关注的重点。基于锁脚锚管(杆、索)支护相关研究和... 锁脚锚管(杆、索)具有稳定隧道初期支护拱脚、防止掉拱和抑制围岩离散变形等作用,在软弱围岩隧道支护设计与施工中受到普遍重视,其支护机理、受力特性、设计方法与支护工艺等一直是研究关注的重点。基于锁脚锚管(杆、索)支护相关研究和工程实践,从支护发展历程、支护工艺、支护作用原理、力学测试方法、受力特性和设计方法6个方面进行系统梳理和总结,分析已取得的研究进展。在支护发展历程方面,经历了“早期的拱脚锚杆→锁脚锚杆→小直径锁脚锚管→大直径锁脚锚管→小孔径预应力锁脚锚索→恒阻锁脚锚索”的总体发展历程和趋势。在支护工艺方面,总结了小直径锁脚锚管(杆)、大直径锁脚锚管和小孔径预应力锁脚锚索的支护参数及钻孔、锚固和连接工艺。在支护作用原理方面,揭示了锁脚锚管(杆)以控制拱脚沉降为主的斜桩作用机理,而锁脚锚索能够锚固于围岩深处,且可施加高预紧力,对初期支护拱脚起到了悬吊和主动约束作用。在力学测试方法方面,研发了锁脚锚管(杆)的模拟加载试验方法和适用于现场测试的光纤光栅测力锁脚锚管。在受力特性方面,探明了锁脚锚管(杆)的受力特点以及对拱脚荷载的分担效应,揭示了锁脚锚管管身应变的分布规律。在设计方法方面,分析认为锁脚锚管(杆、索)增加了对初期支护拱脚的约束(或支承)强度和刚度,提出了锁脚锚管(杆、索)以及钢架喷网锁脚锚管(杆、索)组合结构的支护设计方法。同时,对锁脚锚管(杆、索)支护研究发展趋势、设计与施工技术细则制定以及推广应用等方面进行了展望。 展开更多
关键词 隧道工程 软弱围岩 综述 锁脚锚管(杆、索) 设计方法 支护技术
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隧洞穿越断层综合超前地质预报方法研究 被引量:2
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作者 胡长明 傅庭鹏 刘俊峰 《施工技术(中英文)》 2025年第4期74-81,共8页
针对隧洞穿越断层时存在的超前地质预报结果与实际开挖揭露情况偏差较大问题,在探讨了目前主要超前地质预报方法技术特点的基础上,提出了基于地质调查分析法、真地震层析成像法和超前水平钻探法的综合超前地质预报体系,该体系保证了各... 针对隧洞穿越断层时存在的超前地质预报结果与实际开挖揭露情况偏差较大问题,在探讨了目前主要超前地质预报方法技术特点的基础上,提出了基于地质调查分析法、真地震层析成像法和超前水平钻探法的综合超前地质预报体系,该体系保证了各方法之间有清晰的衔接和协作,充分发挥每个方法的优势,提高了超前地质预报结果准确率。研究成果成功应用于滇中引水工程狮子山隧洞穿越F16断层的超前地质预报工作中,以穿越里程桩号DLⅡ47+012.4—DLⅡ47+196.0段范围内大型断层超前地质预报为例,详细阐述了该体系的工作流程,实践证明,该体系的综合超前地质预报结果与实际开挖揭露结果基本一致。 展开更多
关键词 隧洞 断层 地质灾害 预报
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黄土隧道洞口段动力响应振动台试验研究
5
作者 胡文阁 姚辉 +2 位作者 付琪 冯勇 王丽丽 《地震工程学报》 北大核心 2026年第1期187-196,共10页
基于振动台试验,结合Arias强度与小波包能量谱等多指标分析,揭示黄土隧道洞口段的地震动损伤机理与破坏规律。研究结果表明,隧道洞口段为典型的能量集中与损伤薄弱区,具体表现为拱顶进深3.8 d~5.2d(d为单倍隧道洞径)、洞门区及仰拱进深1... 基于振动台试验,结合Arias强度与小波包能量谱等多指标分析,揭示黄土隧道洞口段的地震动损伤机理与破坏规律。研究结果表明,隧道洞口段为典型的能量集中与损伤薄弱区,具体表现为拱顶进深3.8 d~5.2d(d为单倍隧道洞径)、洞门区及仰拱进深1.5 d~3d范围,在Arias强度云图中显示为高强度区,易发生拱顶塌陷、水平变形或仰拱隆起等破坏,且损伤演化过程呈现明显的阶段性特征。当结构进入不可逆塑性损伤阶段时,Arias强度出现空间突变与数值陡增,同时小波包能量谱中的低频能量(E1)占比显著上升,表明低频能量在结构破坏中起主导作用,且隧道洞口段存在显著的地震动放大效应。此外,隧道结构与周围土体之间存在复杂的相互作用。隧道刚度会改变邻近土体的动力响应和应力场,但其约束效应随土体损伤累积而逐渐减弱,从而加剧动力失稳。研究结论可为隧道洞口段的抗震设计,特别是刚度过渡区处理和频域设计准则的制定提供重要依据。 展开更多
关键词 黄土隧道 洞口段 振动台试验 动力响应 地震波
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基于多头自注意力-Bi-LSTM模型的盾构掘进引发的土体沉降预测
6
作者 杨明辉 宋牧原 +4 位作者 付大喜 郭炎伟 卢贤锥 张文聪 郑伟龙 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第2期415-424,共10页
为了提高盾构隧道施工引发的土体沉降预测精度,将双向长短期记忆(Bi-LSTM)模型分别结合自注意力(SA)机制和多头自注意力(MHSA)机制,提出有效捕捉数据时空特性和关键信息的深度学习模型.该模型联合多个传感器的时序数据作为输入,利用多... 为了提高盾构隧道施工引发的土体沉降预测精度,将双向长短期记忆(Bi-LSTM)模型分别结合自注意力(SA)机制和多头自注意力(MHSA)机制,提出有效捕捉数据时空特性和关键信息的深度学习模型.该模型联合多个传感器的时序数据作为输入,利用多层双向网络架构和注意力机制捕获数据的关键特征及其内部的自相关性.基于盾构隧道项目中土体沉降实测数据,采用交叉验证法对如隐藏层和注意力单元数量的超参数进行优化,对比引入不同注意力机制前后Bi-LSTM模型的土体沉降预测效果.结果表明:MHSA-Bi-LSTM模型的预测效果最优,总平均绝对百分误差(1.27%)较SA-Bi-LSTM模型(2.53%)降低了约46%.所提模型在未经参数重调的情况下对不同工程场景中的土体沉降具备较高预测精度,MHSA-Bi-LSTM和SA-Bi-LSTM的总平均绝对百分比误差分别为9.06%和14.82%,证明所提模型具备良好的泛化性. 展开更多
关键词 隧道工程 沉降预测 深度学习 土体沉降 多头自注意力机制
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局部浸水黄土隧道洞口段动力响应试验研究
7
作者 曹小平 王少雄 +1 位作者 王建华 王治霖 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第7期61-65,103,共6页
研究目的:黄土隧道洞口段往往处于浅埋状态,在降雨或灌溉入渗叠加地震动荷载时更加容易发生破坏。为了研究局部浸水条件下黄土隧道洞口段在地震作用下的动力响应及衬砌结构的变形与受力特征,设计并完成黄土隧道洞口段大型模型并进行振... 研究目的:黄土隧道洞口段往往处于浅埋状态,在降雨或灌溉入渗叠加地震动荷载时更加容易发生破坏。为了研究局部浸水条件下黄土隧道洞口段在地震作用下的动力响应及衬砌结构的变形与受力特征,设计并完成黄土隧道洞口段大型模型并进行振动台模拟试验,得到在高强度地震作用下衬砌不同断面处的应变和洞口处的加速度响应,以及不同地震动幅值下的破坏特征。研究结论:(1)隧道各测点应变峰值随着地震波幅值增加不断增大,当地震强度增加,拱肩部位浸水时隧道拱肩应变响应较大;拱脚部位浸水时,仰拱及拱脚的应变响应较大;(2)当输入地震动加速度幅值为0.3g~0.4g时,仰拱测点PGA放大系数达到峰值,当输入地震的加速度幅值超过0.6g时,隧道拱顶测点PGA放大系数显著减小,隧道周围拱肩局部区域土体的承载力降低,围岩塑性变形发展迅速,进入加速破坏阶段;(3)两种浸水工况下隧道仰拱纵向方向全段都有不同程度的贯通裂缝,拱肩、拱脚等部位也产生裂缝,损伤严重,因此黄土隧道洞口段应当加强抗震设防;(4)该研究成果可为黄土隧道洞口段的抗震设防提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 黄土隧道 局部浸水 模型试验 动力响应
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考虑随钻参数的隧道围岩智能分级预测模型
8
作者 林志 吴逸飞 +3 位作者 杨滢 瞿培栋 苟小英 罗伟 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第15期6510-6519,共10页
围岩分级是隧道工程建设中的核心要素。随着中国机械化和智能化建造技术的迅速发展,基于随钻参数的围岩智能分级方法已成为推动隧道智能化机械施工的关键保障。尤其在西部山区,由于地形复杂、施工难度大,再加上山区隧道机械化施工经验不... 围岩分级是隧道工程建设中的核心要素。随着中国机械化和智能化建造技术的迅速发展,基于随钻参数的围岩智能分级方法已成为推动隧道智能化机械施工的关键保障。尤其在西部山区,由于地形复杂、施工难度大,再加上山区隧道机械化施工经验不足,且现有智能围岩分级方法实用性有限,机械化建造对提升工程质量和有效控制施工风险至关重要。提出一种基于随钻测量参数的智能隧道围岩分级预测方法。以多条特长隧道为研究对象,采集现场随钻参数并进行围岩力学性能测试,构建随钻参数样本库,并通过支持向量回归(support vector regression,SVR)和粒子群优化-反向传播(particle swarm optimization-back propagation,PSO-BP)智能算法构建围岩智能分级预测模型。研究表明,随钻参数与围岩分级指标的相关系数绝对值|r_(s)|>0.6,显示出显著相关性,其中扭矩和旋转速度与围岩分级指标的相关性最强。使用数据清洗工具建立了包含574份理想样本的标准化参数指标数据库。对比分析智能算法的预测精度,结果表明PSO-BP预测模型的表现最佳。经瞬变电磁(transient electromagnetic,TEM)和隧道地震(tunnel seismic prediction,TSP)超前地质预报验证,基于PSO-BP神经网络的围岩智能分级预测模型能够准确预测围岩分级,为隧道机械化开挖提供可靠的分级支持。 展开更多
关键词 围岩分级 随钻参数 相关性 机器学习 PSO-BP预测模型
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深埋软岩螺旋隧道初始地应力场反演分析
9
作者 冯建平 《山西建筑》 2026年第2期157-160,193,共5页
为揭示深埋软岩螺旋隧道地应力场分布规律,依托老营盘1号隧道,基于现场实测数据,建立三维地质模型,依据多元线性回归理论反演隧址区地应力场。研究表明:基于多元回归分析法的原岩应力反演结果与实测结果对比,误差在10%以内,可用于螺旋... 为揭示深埋软岩螺旋隧道地应力场分布规律,依托老营盘1号隧道,基于现场实测数据,建立三维地质模型,依据多元线性回归理论反演隧址区地应力场。研究表明:基于多元回归分析法的原岩应力反演结果与实测结果对比,误差在10%以内,可用于螺旋隧道地应力场反演;隧址区地应力场主要受水平构造应力作用,并由构造应力和自重应力共同组成的高地应力场;隧址区最大主应力方向与隧道轴线方向夹角变化较大,夹角范围在28.4°~88.9°之间,极差为60.5°,应根据该夹角对各段受挤压构造作用影响最大的部位进行加固。 展开更多
关键词 螺旋隧道 初始地应力场 现场测试 数值模拟 多元回归分析
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市域(郊)铁路盾构隧道最小结构内径设计研究
10
作者 周媛 顾明 《现代城市轨道交通》 2026年第1期55-60,共6页
为探索市域(郊)铁路盾构隧道结构内径优化空间,提升市域(郊)铁路建设经济性,文章以圆形单洞单线隧道为研究对象,结合国内外市域(郊)铁路盾构设计相关标准规范及案例,分别基于设备空间尺寸和车-隧阻塞比两方面开展市域(郊)铁路盾构隧道... 为探索市域(郊)铁路盾构隧道结构内径优化空间,提升市域(郊)铁路建设经济性,文章以圆形单洞单线隧道为研究对象,结合国内外市域(郊)铁路盾构设计相关标准规范及案例,分别基于设备空间尺寸和车-隧阻塞比两方面开展市域(郊)铁路盾构隧道最小结构内径设计推算。主要结论如下:线路速度等级会导致隧道结构内径尺寸的主导因素发生变化,若线路速度等级不小于140 km/h,车-隧阻塞比是隧道结构内径的主导因素,可通过提升车体气密性(车门设计等)以满足车-隧阻塞比要求,进而达到适当减小隧道结构内径尺寸的目的;若线路速度等级小于140 km/h,设备空间尺寸将成为隧道结构内径的主导因素,可适当压缩接触网安装高度或车体高度以减小隧道结构内径尺寸。 展开更多
关键词 市域(郊)铁路 盾构隧道 结构内径 车-隧阻塞比 设备空间尺寸
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综合物探技术在隧洞岩溶超前探测中的应用
11
作者 潘峥 《中国科技信息》 2026年第1期31-34,共4页
1背景.近些年来,我国隧道建设里程及已运营隧道里程迅速增长,包括铁路隧道、地铁隧道、公路隧道、地下综合管廊、地下能源洞库、引水和排水隧洞等。隧道建设已逐渐向“更长、更深、更复杂”的方向发展,在高地应力、软岩大变形、涌水突... 1背景.近些年来,我国隧道建设里程及已运营隧道里程迅速增长,包括铁路隧道、地铁隧道、公路隧道、地下综合管廊、地下能源洞库、引水和排水隧洞等。隧道建设已逐渐向“更长、更深、更复杂”的方向发展,在高地应力、软岩大变形、涌水突泥、断层破碎带发育的复杂地质条件下修建隧道已成为常态。隧道勘察阶段,受制于一定的技术局限性,未能查明隧道部分不良地质体的分布与规模,可能给隧道施工带来一定的安全风险。为进一步提升对隧道地质条件的认识,查明隧道掌子面前方水文地质和工程地质条件,提前预防涌水、突泥、塌方等地质灾害,保障隧道安全、平稳施工,相关人员在隧道施工阶段开展超前地质预报工作至关重要。 展开更多
关键词 地质条件 综合物探技术 超前地质预报 安全风险 隧洞
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中国工程院院士肖明清:穿山越水筑通途
12
作者 肆轩(文/图) 《湖北画报》 2026年第1期64-67,共4页
2025年11月21日,2025年两院院士增选结果正式揭晓,肖明清当选中国工程院院士。这一荣誉,是对他30余年来在隧道与地下工程领域卓越成就和重大贡献的权威认定,标志着铁四院在高层次人才培养上实现历史性突破。穿山越水的追光者隧道尽头那... 2025年11月21日,2025年两院院士增选结果正式揭晓,肖明清当选中国工程院院士。这一荣誉,是对他30余年来在隧道与地下工程领域卓越成就和重大贡献的权威认定,标志着铁四院在高层次人才培养上实现历史性突破。穿山越水的追光者隧道尽头那道光,照亮的是肖明清30余载科研报国的初心,也是中国从“隧道大国”迈向“隧道强国”的辉煌之路。 展开更多
关键词 地下工程 隧道强国 两院院士 30余年
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误差传播理论在地下贯通工程测量中的应用研究
13
作者 石磊 刘修刚 郭建磊 《陕西煤炭》 2025年第3期164-168,共5页
为了提高地下工程贯通点的精度,采用附加约束条件的间接平差方法,即在平差时增加一个约束条件,使得地面控制网点对于贯通点的横、纵两项误差的比例相等,利用最小二乘法对地面控制网进行平差处理,求得地面控制网点平差后的坐标值,并将此... 为了提高地下工程贯通点的精度,采用附加约束条件的间接平差方法,即在平差时增加一个约束条件,使得地面控制网点对于贯通点的横、纵两项误差的比例相等,利用最小二乘法对地面控制网进行平差处理,求得地面控制网点平差后的坐标值,并将此方法应用于实例中。结果表明,附加约束平差后控制点的坐标发生了变化,变化后控制点对贯通点的定位精度提高了20%,以此确保地下贯通工程的质量与安全。 展开更多
关键词 地下工程 贯通测量 贯通点误差 附加约束条件的间接平差 最小二乘原则
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基于有限元分析的紧急停车带初期支护结构优化及处治方案
14
作者 刘洋 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 2025年第3期110-113,共4页
针对糖坊梁隧道在高地应力环境下软弱围岩大变形、钢架扭曲、衬砌开裂等问题,提出了基于有限元分析的紧急停车带初期支护结构优化及处治方案。方法包括调整支护参数如钢拱架间距和喷射混凝土厚度,采用新型支护材料,并对变形严重部位进... 针对糖坊梁隧道在高地应力环境下软弱围岩大变形、钢架扭曲、衬砌开裂等问题,提出了基于有限元分析的紧急停车带初期支护结构优化及处治方案。方法包括调整支护参数如钢拱架间距和喷射混凝土厚度,采用新型支护材料,并对变形严重部位进行特别处理。结果显示,优化后侧壁监测点径向位移平均值为5.2mm,拱顶为6.1mm,表明变形得到有效控制。支护力范围在120kN至132kN之间,显示出结构稳定性提升。此外,加固处置后围岩压力最大下降了8kPa,变形速率从0.038mm/d降至0.030mm/d。该优化及处治方案有效提升了隧道结构的稳定性和安全性,为类似结构优化提供了参考。 展开更多
关键词 有限元分析 紧急停车带 初期支护 结构优化
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小孔径预应力锚索对软岩隧道围岩的加固效应 被引量:4
15
作者 陈丽俊 陈建勋 +4 位作者 郭会杰 单宇 王智佼 王万平 张立鑫 《中国公路学报》 北大核心 2025年第1期224-237,共14页
以小孔径端部树脂锚固预应力锚索应用于交通隧道为背景,为系统揭示小孔径预应力锚索对软岩隧道围岩的加固效应,首先基于地层-结构模型模拟分析了小孔径预应力锚索加固隧道围岩的承载拱效应,进而建立了锚固围岩的广义“荷载-结构”力学... 以小孔径端部树脂锚固预应力锚索应用于交通隧道为背景,为系统揭示小孔径预应力锚索对软岩隧道围岩的加固效应,首先基于地层-结构模型模拟分析了小孔径预应力锚索加固隧道围岩的承载拱效应,进而建立了锚固围岩的广义“荷载-结构”力学分析模型,推导了长、短锚索组合支护下锚固围岩承载力计算公式;然后进行了锚固围岩模拟加载的数值分析,研究了锚固围岩塑性区发展过程和极限承载力的主要影响因素,探讨了锚索支护方案的有效性;最后,通过现场试验检验和总结了小孔径预应力锚索对软岩隧道围岩的加固效果。结果表明:长、短锚索组合支护下加固范围内围岩形成了由浅层承载拱和深层承载拱组合而成的叠加拱,相比短锚索方案增大了锚索预紧力的扩散范围,而相比长锚索方案则兼顾了工程经济性;锚固围岩承载后其内表面首先进入塑性状态,取锚固围岩内表面进入塑性状态时相应的荷载作为锚固围岩承载力偏于保守;锚固围岩极限承载力可通过数值计算方法获取,其大小主要取决于围岩强度和锚索锚固力;小孔径预应力锚索高预紧力主动支护能够显著增大锚固围岩整体刚度;在较软岩、软岩地层条件下采用小孔径(Φ21.8)预应力长-短锚索组合(5 m+10 m,上、中台阶每环19根,排距80 cm,设计锚固力450 kN,设计预紧力350 kN),隧道实测最大变形基本控制在30 cm以内;对于极软岩地层,如何确保小孔径锚索具备足够的锚固力是亟待解决的一个关键技术问题。 展开更多
关键词 隧道工程 软岩 小孔径预应力锚索 承载拱 加固效应
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大断面软弱围岩隧道超前支护体系加固机理研究 被引量:1
16
作者 张霄 王明年 +4 位作者 王志龙 于丽 童建军 刘大刚 杨恒洪 《中国公路学报》 北大核心 2025年第9期255-267,共13页
为了探明大断面软弱围岩隧道掌子面核心土及拱部围岩超前支护体系加固机理,开展了超前支护体系加固下隧道掌子面稳定性模型试验及数值模拟研究,分析了掌子面锚杆(核心土加固)、超前管棚(拱部围岩加固)单独加固和这2种措施同时加固下,隧... 为了探明大断面软弱围岩隧道掌子面核心土及拱部围岩超前支护体系加固机理,开展了超前支护体系加固下隧道掌子面稳定性模型试验及数值模拟研究,分析了掌子面锚杆(核心土加固)、超前管棚(拱部围岩加固)单独加固和这2种措施同时加固下,隧道掌子面支护应力、失稳过程、破坏模式、支护结构受力、围岩应力场及变形场特征,揭示了这2种措施的协同加固机理,提出了协同加固下掌子面受力模式。研究结果表明:掌子面锚杆的加固效果明显优于超前管棚,2种措施协同加固效果最佳,锚杆与超前管棚对掌子面稳定性的提升贡献比约为5:1;掌子面锚杆加固下掌子面破坏模式仍为“拱形(拱部围岩)+三角形(核心土)”,锚杆与核心土之间发生相对位移并产生剪应力,可有效控制拱部围岩及核心土应力释放,减小核心土及拱部围岩的失稳范围,提高围岩稳定性;超前管棚加固下仅核心土出现了“三角形”失稳区域,超前管棚能通过“梁效应”有效控制掌子面拱部围岩的应力释放及变形,并将失稳区核心土所受的围岩压力传递至稳定区围岩及支护段,从而减小核心土所受围岩压力,但对核心土的加固效果有限,对其失稳范围影响不大;掌子面锚杆及超前管棚协同加固下,仅核心土出现了“三角形”失稳区域,掌子面锚杆对核心土的加固作用为超前管棚的“梁效应”提供了更好的底部支撑,使得超前管棚受力模式更佳,掌子面拱部围岩及核心土的失稳范围均明显减小,掌子面围岩整体稳定性明显提高。 展开更多
关键词 隧道工程 掌子面稳定性 模型试验 数值模拟 超前支护体系 掌子面锚杆 超前管棚 协同加固机理
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软岩隧道初期支护拱脚收敛变形控制新方法 被引量:6
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作者 陈丽俊 陈建勋 +3 位作者 郭会杰 高剑峰 杨宝东 温金鹏 《中国公路学报》 北大核心 2025年第6期246-257,共12页
针对软岩隧道初期支护拱脚收敛变形控制难题,从结构荷载和约束条件角度探究了台阶法施工中初期支护拱脚收敛变形的发生条件,提出采用预应力锁脚锚索主动控制初期支护拱脚收敛变形,通过理论计算和现场试验相结合的方法,研究预应力锁脚锚... 针对软岩隧道初期支护拱脚收敛变形控制难题,从结构荷载和约束条件角度探究了台阶法施工中初期支护拱脚收敛变形的发生条件,提出采用预应力锁脚锚索主动控制初期支护拱脚收敛变形,通过理论计算和现场试验相结合的方法,研究预应力锁脚锚索对软岩隧道初期支护拱脚的支护力学效应及变形控制效果,并提出预应力锁脚锚索施工方法。结果表明:水平围岩荷载产生的拱脚收敛变形大于垂直围岩荷载产生的拱脚扩张变形,是初期支护拱脚发生收敛变形的根本原因;传统锁脚锚管(杆)对初期支护拱脚的约束作用有限,甚至并未发挥轴向锚固作用,初期支护拱脚水平约束不足是拱脚发生显著收敛变形的重要原因;在打设10 m长Ф21.8 mm小孔径端部树脂锚固预应力锁脚锚索,并施加高预紧力(设计预紧力不低于300 kN)后,初期支护拱脚变形速率出现明显降低,其作用原理是预应力锁脚锚索在对初期支护拱脚收敛变形起到强力、快速、主动抑制作用的同时,与钢架-喷射混凝土初期支护组成“预应力锚索挡墙”,对隧道围岩起到了主动加固作用;对于隧道开挖后掌子面溜塌、拱顶掉块垮塌严重,“先锚后支”方案难以实施,或考虑支护成本高、工序时间长、不能大量使用预应力锚索的情况,预应力锁脚锚索支护是一种新的可选方案,具有很高的推广应用价值。 展开更多
关键词 隧道工程 软岩 现场试验 初期支护 收敛变形 预应力锁脚锚索
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基于弯矩传递足尺试验的大直径地铁盾构隧道承插式管片环间传力性能研究 被引量:1
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作者 胡秋斌 师一鸣 +2 位作者 曹伟飚 李文勇 柳献 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第4期161-164,171,共5页
[目的]采用双排连接件的大直径盾构隧道接头力学性能及环间传力性能更为复杂,故有必要针对采用双排快速连接件的错缝拼装承插式管片,开展管片弯矩传递足尺试验,对新型接头在大直径盾构隧道中力学性能开展研究。[方法]基于某大直径盾构... [目的]采用双排连接件的大直径盾构隧道接头力学性能及环间传力性能更为复杂,故有必要针对采用双排快速连接件的错缝拼装承插式管片,开展管片弯矩传递足尺试验,对新型接头在大直径盾构隧道中力学性能开展研究。[方法]基于某大直径盾构隧道工程,开展了大盾构隧道承插式管片弯矩传递足尺试验,研究了双排布置快速连接件接头的管片环间传力性能,得到了弯矩传递系数等重要设计参数,分析了新型接头受力性能发展规律,探究了新型接头隧道纵向传力机理并开展影响因素分析。[结果及结论]采用新型接头的管片弯矩传递效应较好,错缝拼装方式纵缝接头转角刚度有所提高,充分发挥了管片本体的承载能力;随外荷载的增大,弯矩传递效应不断变化,弯矩传递系数是一个随外荷载不断变化的值;隧道纵向力增大,弯矩传递效应有所加强,纵向力对弯矩传递系数影响规律基本呈线性正相关关系。随隧道纵向力不断增大,纵缝接头转角刚度呈增大趋势,转角刚度与纵向力基本呈线性正相关关系。 展开更多
关键词 地铁 大直径盾构隧道 管片接头 新型连接件 弯矩传递 转角刚度
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软弱围岩隧道初期支护承载力计算方法与参数综合比选 被引量:1
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作者 陈丽俊 张家瑞 +3 位作者 陈建勋 刘瑞辉 罗彦斌 王传武 《长安大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期68-80,共13页
针对型钢钢架-喷射混凝土是软弱围岩隧道初期支护的主要组成部分,但尚缺乏统一、完善的结构计算方法,造成支护设计存在盲目性的状况,给出型钢钢架-喷射混凝土初期支护的材料等效弹性模量和结构承载力计算方法;结合算例进行型钢钢架-喷... 针对型钢钢架-喷射混凝土是软弱围岩隧道初期支护的主要组成部分,但尚缺乏统一、完善的结构计算方法,造成支护设计存在盲目性的状况,给出型钢钢架-喷射混凝土初期支护的材料等效弹性模量和结构承载力计算方法;结合算例进行型钢钢架-喷射混凝土初期支护不同结构承载力计算方法的对比分析,并对不同支护方案的初期支护结构承载力与工程经济性进行综合对比。研究结果表明:3种方法(截面抗弯刚度等效、截面抗压刚度等效和同时考虑截面抗弯刚度与抗压刚度等效)所得型钢钢架-喷射混凝土初期支护等效弹性模量的最大相对误差约为6%;考虑型钢钢架翼缘对喷射混凝土的加强作用,将初期支护视为钢筋混凝土结构,或将型钢钢架-喷射混凝土初期支护完全视为型钢混凝土结构,该2种方法计算所得结构承载力相差约为9%;鉴于安全考虑,推荐采用将型钢钢架-喷射混凝土初期支护视为钢筋混凝土结构的承载力计算方法;若不考虑喷射混凝土强度增长过程,视型钢钢架与具有极限强度的喷射混凝土同步受荷,不同支护方案的初期支护承载力由大到小排序为I25a、HW200、I22a、HW175、I20b、I20a、HW150;所需工程费用由大到小排序为HW200、I25a、HW175、I22a、I20b、I20a、HW150;综合考虑结构承载力和工程经济性,I20a/b钢架优于HW175钢架,I22a钢架优于HW200钢架;对初期支护早期强度和刚度要求高的情况,HW175钢架优于I22a钢架,HW200钢架优于I25a钢架。 展开更多
关键词 隧道工程 型钢钢架 承载力计算 喷射混凝土 初期支护
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考虑岩石剪胀及应变软化特性的隧道围岩力学模型 被引量:3
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作者 周书东 张彤炜 +2 位作者 刘文学 张光雄 刘红岩 《公路交通科技》 北大核心 2025年第3期204-214,共11页
【目标】为描述中、低强度岩石力学行为对隧道围岩应力、位移及塑性区等力学特性的影响,克服目前常用的岩石剪胀或软化模型存在的参数多、适用性差且多适用于硬岩等不足,建立考虑岩石剪胀及应变软化特性的隧道围岩力学模型。【方法】首... 【目标】为描述中、低强度岩石力学行为对隧道围岩应力、位移及塑性区等力学特性的影响,克服目前常用的岩石剪胀或软化模型存在的参数多、适用性差且多适用于硬岩等不足,建立考虑岩石剪胀及应变软化特性的隧道围岩力学模型。【方法】首先基于前人提出的围岩应力释放法及摩尔库伦屈服准则,建立了同时考虑岩石强度峰后阶段剪胀角非线性衰减和强度软化特性的隧道围岩力学模型,并给出了该模型半数值半解析解的求解方法与流程;而后通过隧道内壁位移、塑性区峰值和残余半径等指标计算结果对该软化模型及其两个特例即理想弹塑性和弹脆性模型的合理性进行了验证;然后,对比分析了目前常用的5种剪胀模型对隧道围岩变形及塑性区的影响;最后,研究了弹脆性模型、理想弹塑性模型和应变软化模型等3种本构模型对隧道围岩应力、位移和塑性区半径等计算结果的影响。【结果】发现随着剪胀角的增加,洞壁处的围岩位移、塑性区峰值半径及残余半径均呈增长趋势;理想弹塑性模型低估了围岩塑性区范围及变形,易造成安全隐患。而弹脆性模型则会高估围岩塑性区范围及变形,导致支护结构工程量增加,造成不要的浪费。而应变软化模型由于能够很好地反映围岩的软化特性,因而可以精确地预测围岩应力、位移及塑性区范围。【结论】相较于常用的理想弹塑性模型,所提出的考虑岩石剪胀及应变软化特性的隧道围岩力学模型能更准确地刻画中、低强度隧道围岩的力学特性。 展开更多
关键词 隧道工程 应变软化模型 应力释放法 隧道围岩 剪胀角 围岩塑性区
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