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以铁路隧道高水压泄水式管片衬砌为研究对象,采用理论分析、数值模拟、室内地层衬砌复合体渗透模型试验、室内地层衬砌复合体高水压加载试验等综合研究手段,研究铁路高水压隧道泄水式管片衬砌的适用条件、基于动态流固耦合机理的衬砌壁后外荷载确定方法、管片衬砌合理泄水量和壁后水压力分布形态、衬砌泄水孔构造型式以及泄水式管片衬砌的力学特性等。通过研究,以期建立明确的泄水式管片衬砌适用条件,建立泄水式管片衬砌流固耦合动态仿真模型、提出其边界解决方案和非线性求解策略,并探明泄水式管片衬砌壁后水压力分布形态、泄水量与泄水孔面积、注浆圈渗水量的相互关系,探明泄水式管片衬砌泄水孔构造型式对管片泄水能力和壁后水压力分布的影响规律,探明在考虑泄水孔构造影响和动水压力作用下的衬砌结构力学特性。 2100433B
批准号 |
50878186 |
项目名称 |
高水压铁路隧道泄水式管片衬砌荷载及力学特性研究 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
E0806 |
项目负责人 |
晏启祥 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
西南交通大学 |
研究期限 |
2009-01-01 至 2011-12-31 |
支持经费 |
36(万元) |
公路隧道内轮廓采用三心圆形成的弧形,铁路隧道采用的同心圆弧顺接,客专与高铁相似。
铁路隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为三大类:为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道;为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道;为适...
泄水式管片衬砌泄流量对衬砌外荷载的影响研究
提出了采用泄水式管片衬砌结构型式解决铁路隧道高水压问题的结构设计理念。考虑渗流场对围岩应力场的影响,建立了水荷载为渗透体积力的管片衬砌外荷载计算公式,探讨了围岩渗透系数与最大可泄流量、衬砌控制泄流量与衬砌壁后接触应力的相互关系,以及围岩条件对衬砌壁后有效应力和接触应力的影响规律,并将该计算方法与远场水荷载视为面力的简易衬砌外荷载计算方法进行对比,以评估简易方法的可行性。结果表明:将水荷载视为面力与将其视为渗透体积力进行接触应力计算时,两者结果仅在一定条件下具有良好的接近度,前者只能作为衬砌外荷载选择的一种参考。
泄水式管片衬砌壁后水压力分布特性模型试验研究
基于研制的泄水式管片衬砌–围岩泄流装置,采用室内试验方法对某铁路隧道装配式泄水式管片衬砌在高水压条件下衬砌壁后水压力分布规律进行研究,重点探讨单纯限排、堵水限排等不同泄水方案下衬砌壁后外水压力分布规律。分析排泄流量、泄水孔密度、注浆与否对隧道衬砌壁后水压力的影响,揭示隧道衬砌壁后整体和各位置处外水压力折减系数、外水压力大小等与衬砌泄水孔泄流量之间的二次曲线关系。研究结果可为高水压山岭隧道衬砌的设计提供参考。
《水工隧洞管片衬砌设计原理与计算方法研究》较为系统地介绍了现代支护及衬砌技术,全面总结了隧洞衬砌设计中的荷载计算方法、管片衬砌构造设计特点及管片接缝力学特性,系统阐述了管片衬砌结构计算模型原理。全书共10章,在内容安排上包括:隧洞支护技术与原理,岩体强度理论及隧洞围岩力学性态,隧洞工程常用数值分析方法的基本原理,隧洞支护结构设计模型及原理,隧洞衬砌设计中的荷载计算方法,预制管片衬砌构造设计,管片衬砌接缝力学特性,管片衬砌结构计算模型,隧洞开挖与管片衬砌过程的三维数值模拟,深埋长隧洞掘进技术及工程实例本书由景来红、赵大洲、杨维九、王延红编著。
《水工隧洞管片衬砌设计原理与计算方法研究》针对水工隧洞管片衬砌结构,较为系统地介绍了隧洞支护技术与原理,隧洞围岩力学性态,支护及衬砌结构设计模型与原理,荷载计算方法,预制管片衬砌构造设计,管片衬砌接缝力学特性,管片衬砌结构计算模型,隧洞开挖与管片衬砌过程的三维数值模拟。为便于理解,本书还概要介绍了岩体主要强度理论、常用数值分析方法的基本原理、长隧洞掘进技术及管片衬砌在水工隧洞工程中的应用情况。
《水工隧洞管片衬砌设计原理与计算方法研究》可供从事水利水电、铁路、公路、城建等行业科研、设计、施工技术人员及高等院校师生参考。本书由景来红、赵大洲、杨维九、王延红编著。
沿开挖的铁路隧道壁面建造的,用以防止围岩变形和地层塌方,以及阻挡地下水渗漏的构筑物。对于围岩坚硬完整而又无渗漏水的铁路隧道,也可不作衬砌,但一般需在壁面上喷浆或喷混凝土,以防止岩石风化剥落。