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隧道拱顶衬砌脱空长度对结构安全性影响研究
1
作者 王翔 项一恒 《天津建设科技》 2025年第4期25-28,36,共5页
针对隧道衬砌脱空这一普遍病害,基于ABAQUS有限元分析软件建立了隧道衬砌脱空5种不同工况的数值模型,通过比较衬砌在不同脱空长度时隧道模型结构应力的变化、衬砌-围岩接触压强值特征,获得隧道拱顶部位脱空对于隧道衬砌结构作用范围及... 针对隧道衬砌脱空这一普遍病害,基于ABAQUS有限元分析软件建立了隧道衬砌脱空5种不同工况的数值模型,通过比较衬砌在不同脱空长度时隧道模型结构应力的变化、衬砌-围岩接触压强值特征,获得隧道拱顶部位脱空对于隧道衬砌结构作用范围及受力情况。 展开更多
关键词 隧道拱顶 衬砌脱空 结构安全
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铁路隧道拱部病害凿除模筑对衬砌影响研究 被引量：4
2
作者 赵勇 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2021年第6期53-57,86,共6页
研究目的:针对铁路隧道拱顶出现衬砌脱空和厚度不足等病害问题,提出一种安全实用、质量可靠的"开窗"凿除不合格衬砌后模筑补强衬砌的病害整治技术。通过数值分析和现场监测对"开窗"凿除和模筑补强施工过程衬砌结构... 研究目的:针对铁路隧道拱顶出现衬砌脱空和厚度不足等病害问题,提出一种安全实用、质量可靠的"开窗"凿除不合格衬砌后模筑补强衬砌的病害整治技术。通过数值分析和现场监测对"开窗"凿除和模筑补强施工过程衬砌结构承载稳定性进行研究,开展不同控制指标的衬砌结构影响分区。研究结论:(1)隧道拱部二衬"开窗"凿除模筑补强施工会造成竖向/水平位移增大,开窗处会出现较大的位移差,在开槽的边缘位置出现较大应力集中;(2)通过变形和应力控制准则揭示了不同开槽大小的影响分区,综合影响分区结果得到:在开槽环向超过3.0 m或纵向超过3.5 m时结构承载力下降,尤其是衬砌拉应力表现更为明显;(3)建议在隧道病害整治开槽过程中,拱部"开窗"环向超过3 m或纵向超过3.5 m时,应加强施工过程应力和应变监测,确保施工安全;(4)本研究成果可应用于铁路隧道拱部病害整治工程领域。 展开更多
关键词 铁路隧道 拱顶脱空/厚度不足 整治技术 数值模拟 现场监测
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拱顶背后空洞影响下非对称连拱隧道结构裂损规律 被引量：23
3
作者 闵博 张成平 +2 位作者 张旭 宫艳萍 元腾飞 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1686-1695,共10页
通过数值模拟和模型试验,研究非对称连拱隧道拱顶背后空洞对衬砌结构裂损规律的影响。研究结果表明:1)中墙墙脚外侧是非对称连拱隧道的薄弱位置,无论空洞是否存在,衬砌结构均首先于中墙墙脚外侧发生开裂;2)拱顶背后空洞的存在导致结构... 通过数值模拟和模型试验,研究非对称连拱隧道拱顶背后空洞对衬砌结构裂损规律的影响。研究结果表明:1)中墙墙脚外侧是非对称连拱隧道的薄弱位置,无论空洞是否存在,衬砌结构均首先于中墙墙脚外侧发生开裂;2)拱顶背后空洞的存在导致结构裂损规律更加复杂,空洞附近产生多处开裂,并呈现出明显的非对称性,无空洞侧隧道裂损情况加剧,尤其是拱顶以及拱顶与中墙连接带;3)空洞位于大洞径一侧隧道拱顶时,对两侧隧道裂损情况均有较大影响,而空洞位于小洞径一侧时,对无空洞侧隧道裂损情况影响较小;4)空洞范围越大,对非对称连拱隧道结构裂损规律影响越显著,同等荷载条件下结构的裂损程度也更加严重;5)拱顶空洞改变了衬砌表面围岩压力的分布形式,导致拱顶附近区域产生应力集中现象,与结构裂损情况密切相关。 展开更多
关键词 拱顶背后空洞 非对称连拱隧道 数值模拟 模型试验 衬砌开裂 围岩压力
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一种隧道拱顶智能取芯装置及取芯孔修补工艺 被引量：3
4
作者 谭文 龚成明 +1 位作者 佘海龙 耿春雷 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期195-200,共6页
在隧道实体质量检测中,常规水钻无法安全、有效地对拱顶实施取芯作业。因此,研制一种隧道拱顶智能取芯装置,可解决冷却水回流烧毁电机及漏电危险等问题。该装置具有智能识别防水板位置,避免钻破防水板的风险;在取芯过程中通过取芯速度... 在隧道实体质量检测中,常规水钻无法安全、有效地对拱顶实施取芯作业。因此,研制一种隧道拱顶智能取芯装置,可解决冷却水回流烧毁电机及漏电危险等问题。该装置具有智能识别防水板位置,避免钻破防水板的风险;在取芯过程中通过取芯速度和钻机电流的变化情况,可对衬砌混凝土的密实度、强度、匀质性进行预判;通过对钻孔取芯,可检测隧道拱顶衬砌厚度、脱空深度等。同时,提出了一种取芯孔修复工艺,解决了钻孔取芯孔洞的修复质量问题。 展开更多
关键词 隧道 拱顶取芯 混凝土检测 取芯孔修复 衬砌厚度 拱顶脱空
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带模注浆材料关键参数数值分析 被引量：1
5
作者 任明 吴海平 伍毅敏 《交通科技》 2024年第6期137-141,共5页
为合理分析带模注浆材料参数对拱顶脱空衬砌的补强效果,建立考虑注浆层与混凝土层间黏结力的隧道数值模型,针对注浆层厚度、材料强度及黏结强度3种关键参数展开分析。结果表明,带模注浆能有效改善衬砌受力,减少拱顶沉降;材料强度越高,... 为合理分析带模注浆材料参数对拱顶脱空衬砌的补强效果,建立考虑注浆层与混凝土层间黏结力的隧道数值模型,针对注浆层厚度、材料强度及黏结强度3种关键参数展开分析。结果表明,带模注浆能有效改善衬砌受力,减少拱顶沉降;材料强度越高,注浆效果越好,但提升效率递减;黏结强度良好但材料强度不足时,注浆效果随材料强度增大和层厚减小而提升;材料强度合适时,注浆层厚对衬砌受力影响较小。 展开更多
关键词 山岭隧道 拱顶脱空 带模注浆 数值模拟
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隧道衬砌拱顶脱空原因分析和处理及防治 被引量：11
6
作者 王义东 《科技与创新》 2015年第9期142-143,共2页
在隧道工程的施工过程中,常常出现模筑衬砌拱顶脱空的情况,进而引发质量和安全隐患,所以,要高度重视衬砌拱顶脱空现象。结合工程实例,分析了衬砌拱顶脱空的原因,并针对相关问题提出相应的处理方法和防治措施,以期达到减少或消除拱顶脱... 在隧道工程的施工过程中,常常出现模筑衬砌拱顶脱空的情况,进而引发质量和安全隐患,所以,要高度重视衬砌拱顶脱空现象。结合工程实例,分析了衬砌拱顶脱空的原因,并针对相关问题提出相应的处理方法和防治措施,以期达到减少或消除拱顶脱空的目的。 展开更多
关键词 隧道衬砌 拱顶脱空 原因分析 处理方案
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公路隧道二衬拱顶背后脱空检测及处理新技术 被引量：5
7
作者 董兆刚 《科学技术创新》 2022年第16期129-132,共4页
在高速公路工程中,由于受到初期支护质量以及预铺防水板、预埋管件等因素的影响,二次衬砌与初期支护之间容易产生脱空显现,影响二次衬砌结构的受力造成混凝土破损和开裂。传统的二次衬砌脱空检测方法采用钻孔法,取点状试样不具有代表性... 在高速公路工程中,由于受到初期支护质量以及预铺防水板、预埋管件等因素的影响,二次衬砌与初期支护之间容易产生脱空显现,影响二次衬砌结构的受力造成混凝土破损和开裂。传统的二次衬砌脱空检测方法采用钻孔法,取点状试样不具有代表性,而地质雷法具有快速、连续、长距离的检测能力,因此在隧道拱顶二次衬砌背后脱空检测中具有明显优势。本文以实际工程案例为研究对象,基于地质雷达法的基本原理将地质雷达法应用于公路隧道二次衬砌拱顶背后脱空检测中,并建立有限元数值分析模型,研究公路隧道二次衬砌空洞模型的电磁波响应特征,结果表明二次衬砌出现脱空时,地质雷达时间域波形具有明显的双曲线特征,为隧道二次衬砌拱顶脱空的识别和数据处理提供了依据。 展开更多
关键词 公路隧道 地质雷达 拱顶脱空 检测技术 数据处理
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基于主动监控的隧道衬砌防脱空效果分析与施工优化 被引量：1
8
作者 牛闻捷 《路基工程》 2022年第3期214-217,共4页
质量主动监控衬砌浇筑过程是预防隧道拱顶脱空的新技术。依托西南某隧道,开展基于主动监控结果指导衬砌浇筑和带模注浆优化的效果评价试验。结果表明:利用监测结果指导混凝土浇筑,可显著提高拱顶密实率,两模衬砌拱顶密实率达到96.19%、9... 质量主动监控衬砌浇筑过程是预防隧道拱顶脱空的新技术。依托西南某隧道,开展基于主动监控结果指导衬砌浇筑和带模注浆优化的效果评价试验。结果表明:利用监测结果指导混凝土浇筑,可显著提高拱顶密实率,两模衬砌拱顶密实率达到96.19%、98.10%;现有混凝土泵送浇筑技术难以完全浇筑密实,带模注浆是提高密实率的重要手段,但现有固定注浆口径向注浆的方案效果有限,除要充分利用主动监测结果指导带模注浆外,还需进一步改进注浆技术并实施有效监控。 展开更多
关键词 隧道工程 拱顶脱空 主动监控 带模注浆 效果评价
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基于荷载结构法的隧道拱顶欠厚脱空内力修正计算模型 被引量：5
9
作者 邵帅 伍毅敏 +3 位作者 傅鹤林 张家威 冯升 黄乐 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2022年第S01期188-196,共9页
拱顶欠厚脱空是隧道衬砌常见的病害,欠厚脱空会导致衬砌应力状态发生改变,造成衬砌开裂、掉块等问题。基于衬砌结构计算的结构力学法,考虑轴线偏移及界面厚度连续变化对内力的影响,提出隧道拱顶存在欠厚脱空时的内力修正计算方法。通过... 拱顶欠厚脱空是隧道衬砌常见的病害,欠厚脱空会导致衬砌应力状态发生改变,造成衬砌开裂、掉块等问题。基于衬砌结构计算的结构力学法,考虑轴线偏移及界面厚度连续变化对内力的影响,提出隧道拱顶存在欠厚脱空时的内力修正计算方法。通过案例分析,分析不同高度的拱顶欠厚脱空衬砌的内力变化规律,对脱空衬砌安全性进行评价,结果表明:拱顶欠厚脱空显著影响衬砌内力,造成衬砌轴力整体减小,脱空边界外侧出现正弯矩,衬砌下表面出现拉应力,且随着脱空高度的增加,弯矩值与拉应力值逐渐增大。当拱顶脱空高度由0.1 m增加至0.5 m时,衬砌拱顶轴力由786.12 kN减小至456.65 kN,减小幅度为41.91%;脱空边界外侧最大正弯矩由79.36 kN·m增大至238.94 kN·m,增大201.08%。当脱空高度达到0.5 m时,最大拉应力达到3.172 MPa,超过衬砌混凝土抗拉强度,造成衬砌开裂。此外,拱顶脱空会造成脱空边界外侧安全系数减小。当脱空高度较大时,脱空边界外侧出现危险截面,对结构安全产生不利影响。 展开更多
关键词 隧道衬砌 拱顶脱空 修正计算 安全性分析
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拱顶脱空对隧道衬砌结构力学特性的影响分析 被引量：5
10
作者 王丹 《铁道建筑技术》 2021年第9期38-41,57,共5页
为防止隧道出现大变形或坍塌等情况发生,通常采用初期支护和二次衬砌进行支护,而实际施工中由于施工条件及作业水平限制,衬砌背后易出现脱空现象,严重影响衬砌的质量。本文分析了隧道衬砌脱空的原因及危害,并建立数值模型对不同隧道拱... 为防止隧道出现大变形或坍塌等情况发生,通常采用初期支护和二次衬砌进行支护,而实际施工中由于施工条件及作业水平限制,衬砌背后易出现脱空现象,严重影响衬砌的质量。本文分析了隧道衬砌脱空的原因及危害,并建立数值模型对不同隧道拱顶脱空范围及深度下衬砌力学特征及稳定性进行分析。结果表明:拱顶脱空改变围岩与衬砌接触模式,拱顶单元弯矩由内侧受拉转变为内侧受压,弯矩值由正值减小到0,再减小至负值,而轴力随着脱空角度范围的增大而减小,随着脱空深度的增大而变化并不明显,衬砌脱空位置安全性系数小于极限安全系数,易发生大偏压受拉破坏,因此,针对脱空位置应采取相应处置措施,确保衬砌背后密实。 展开更多
关键词 隧道工程 衬砌拱顶脱空 数值模拟 力学特征 稳定性
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