铁路隧道门洞口段结构受力特征现场试验研究

为探讨高速铁路隧道衬砌结构在列车振动荷载长期作用下的动力累积损伤特征,阐述混凝土结构动力相似材料模型试验原理,以武广高速铁路金沙洲隧道为原型,利用微粒混凝土作为相似材料,构建隧道与围岩动力相互作用全断面试验模型,施加高速列车振动荷载对相似材料模型进行动力累积损伤试验;试验过程中同步测试隧道衬砌结构各特征点动应变、超声波速度以及隧道底部围岩接触应力的时程响应数据,分析隧道衬砌结构动力响应特征与累积损伤规律。得出了在设计使用寿命期内,高速列车振动荷载长期作用下,隧道衬砌结构动力累积损伤效应不明显,而隧道底部围岩累积损伤破坏则应引起足够重视等研究结论。

隧道施工废水的污染物主要以悬浮物为主,直接排放将对周边环境造成影响。本文以天目山隧道施工过程中产生的废水为研究对象,结合当地特殊的施工环境,选取4种絮凝剂(聚合硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铝和聚合铝-阳离子有机高分子絮凝剂)对隧道施工中产生的废水进行絮凝沉淀处理。结果表明,呈酸性的\"聚合铝-阳离子有机高分子\"絮凝剂较适合于偏碱性的隧道施工废水处理。该絮凝剂的脱稳和絮凝效果较好,投放量达到30mg/l时,施工废水中的含油量和ss的去除率分别为12%和95%。该絮凝剂去除废水中悬浮物的同时,也有效的去除了石油类物质,投量少、性价比高,适合隧道施工中产生的废水处理。

以兰州某公路隧道为工程研究背景,通过现场监测发现隧道仰拱出现开裂现象,研究分析隧道中的围岩压力、钢架应力、一次衬砌混凝土应力、钢筋应力、回填层混凝土应力的受力特性,总结了各部位应力或应变随时间变化的关系,并采用结构力学求解器对仰拱结构的安全性进行计算。结果显示:仰拱拱脚处向下弯曲,而拱底呈隆起状态,通过计算判定引起开裂现象的原因为仰拱开挖深度不够,随着仰拱拱高的增加,仰拱结构整体的安全系数逐渐增大,拱脚与拱底等危险部位也逐渐转变为安全状态,当仰拱拱高提高到1.88m时,即可满足该隧道的最大安全系数要求。本文研究的方法和结论对黄土隧道仰拱开裂的研究具有一定的指导和借鉴意义。

文章着重从隧道开挖方式、支护、超前预注浆、监控量测等方面介绍隧道洞口浅埋段施工的方法和施工经验。

隧道洞口段的施工难度在于边坡、仰坡不稳定，易坍方，洞口段岩层较破碎。本文介绍稳定边坡、仰坡的锚喷加固方法和隧道洞口段的施工经验。

摘要木寨岭隧道实测最大水平地应力达到27．16mpa，岩石强度应力比为0．49，处于极高地应力状态。针对木寨岭隧道施工过程中发生的初期支护大变形、二次衬砌开裂等情况，文章通过实测和数值模拟等方法，分析了衬砌一围岩结构体系的变形受力特征。首先，通过对比衬砌一围岩结构体系中有、无应力松弛区两种工况条件下衬砌应力集中系数的变化，分析应力松弛区的作用；然后，研究了应力松弛区弹性模量e、应力松弛区厚度厶、侧压力系数a和隧道断面形状等因素对衬砌一同岩结构体系中应力分布的影响作用；进而简单分析了木寨岭隧道岭脊段衬砌开裂的原因。

依托大瑞铁路高黎贡山隧道全断面隧道掘进机(tbm)段圆形模筑混凝土衬砌工程,开展了不同衬砌结构的模型试验研究.采用卧式加载试验装置,对圆形模筑混凝土、单层管片和管片双层三种衬砌类型进行试验,得到三种衬砌管片的弯矩、轴力和位移.研究结果表明:在相同荷载条件下,模筑混凝土衬砌破坏时能承受更大的弯矩;在试件破坏前,单层管片衬砌和管片双层衬砌在拱脚处轴力有突变,产生应力集中现象;分块对管片刚度有一定的削弱作用;等厚度的圆形模筑混凝土和管片双层衬砌,前者刚度大,力学性态好.

北京高速铁路动车段垃圾填埋场地基处理现场试验研究——针对北京高速铁路动车段中位于垃圾填埋场区域的路基，详细介绍对垃圾场地基进行渣土桩、注浆现场及效果检测等试验研究内容和方法，并时两种地基处理方案施工及检测的结果进行了对比，得出了大型深厚层杂填...

浅埋偏压隧道洞口段为典型的三维问题,而且其初始地应力以自重应力为主,精确模拟实际地形和地层情况可以获得较为真实的初始地应力,增大计算结果的可靠性。利用flac3d程序对厦蓉高速公路贵州境内的老寨隧道浅埋偏压洞口段采用的施工过程进行三维仿真分析,比较环形导坑预留核心土法先开挖浅埋侧与先开挖深埋侧2种开挖工序,得到老寨隧道在采用不同开挖工序时各阶段围岩及支护结构的变形和应力变化情况;通过对比得到较优方案,并运用释放荷载法和主应力迹线法对开挖方案的合理性进行解释。最后,分析现场3个监测断面的量测成果,经过数据整理和计算得到老寨隧道洞口段围岩及支护的受力特征。所得结论可为老寨隧道及具有类似地质地形情况的隧道设计和施工提供技术参考。

我国地震频发,隧道抗震问题一直是研究的重点,但对于黄土隧道的地震动力响应研究实例较少,因此对于黄土坡-隧结构体系的动力问题需要进一步研究。对宝兰客专黄土隧道洞口段在地震作用下的动力响应特征利用midas-nx数值模拟和1∶80的隧道洞口段坡-隧系统大型振动台试验进行研究,分析在高边坡上不同进洞高程对坡面以及隧道衬砌加速度、位移以及放大系数的影响。试验结果表明:在其他条件相同的情况下,如坡高、坡角、入射地震波、填筑方式、衬砌结构等,进洞高程不同,洞口段破坏形态不同,破坏程度各异。地震动力作用下,隧道衬砌不同位置的峰值加速度与进洞距离密切相关。

结合在建的兰渝铁路木寨岭隧道炭质板岩段实际情况,寻找解决控制高地应力大变形的方法,通过在木寨岭隧道7#斜井进行超前大钻孔、超前导洞应力控制方法的现场试验,根据与原施工段监控量测结果进行对比,二者虽对变形的控制起到一定作用,但就其可行性而言,还需继续研究和完善。

研究目的:文章以合武铁路大别山隧道为背景,对ⅳ级围岩条件下采用的单层衬砌结构的接触力学特征、不同施工阶段的受力特征以及围岩稳定性等进行研究,并对单层衬砌结构的力学特征进行探索,以期为类似工程的设计和施工提供参考。研究结论:(1)相对于复合式衬砌而言,单层衬砌接触压力普遍较大,最大压力易出现于拱脚处,最小压力易出现于仰拱处,而其二衬的内力显著小于复合衬砌。(2)单层衬砌结构内力在隧道施工的不同阶段,初期支护与二衬的内力先按时间分配,后按刚度分配。(3)隧道左右拱腰侧与拱脚处的围岩的yai值较小,容易发生失稳,应加以防范。

基于寒区高速铁路隧道温度场研究现状及存在问题,以俄罗斯400km/h的莫喀高铁隧道防寒保温设计为研究对象,研制不同洞外气温、围岩地温、列车运行速度和运行间隔等条件下寒区高速铁路隧道的温度场模型试验系统。该系统由高速列车模型驱动装置、隧道模型、温度控制装置、测试系统以及列车模型五部分组成:高速列车模型驱动装置采用伺服电机,通过plc梯形图语言编程技术实现列车模型加速、匀速和减速过程的精确控制;隧道模型主体材料采用有机玻璃,通过法兰、螺栓和密封条连接而成,整个试验过程可视化并兼具美观性,还可根据试验需求通过预留多组螺栓孔实现纵向尺寸的拓展,从而模拟不同长度的隧道;温度控制装置由洞外温度控制装置和围岩地温控制装置构成;测试系统由高灵敏度的温度测试元件、风速测试元件以及数据采集仪构成;列车模型以chr380a高速列车为模型蓝本,主体材料采用有机玻璃,原型与模型几何相似比为50∶1。试验结果表明:采用控制变量法,洞外气温每降低5℃,洞内气温负温长度平均增加104m;围岩地温每升高5℃,洞内气温负温长度平均减少145m;列车运行间隔短于15min的寒区隧道,在防冻保温设计时应考虑列车运行间隔对保温设防长度的影响。

采用实车试验方法对高速动车组穿越双线隧道引发的隧道壁面气动压力进行测试,分析不同位置测点在列车通过阶段和列车驶出阶段的压力峰值.研究结果表明：不同测点压力最大峰峰值（正峰值-负峰值）可能发生在列车通过阶段,也可能发生在列车驶出隧道后的压力衰减阶段;压力峰峰值在洞口附近较小,在隧道中部较大.在列车通过隧道阶段,壁面测点压力峰峰值随着车速的增加而迅速增大.列车驶出隧道后,压力峰峰值开始周期性衰减,衰减周期为2倍的声速在隧道内传播时间;在同一周期内,隧道入口处测点压力衰减率较大,出口次之,隧道中部最小;斜切洞门缓冲结构顶部开口对降低第一个周期压力峰峰值的效果不明显,但可以明显降低多个周期后的压力峰峰值.

高速铁路隧道斜切式洞门研究

1/9 《铁路隧道》课程复习重点： 1．非电化隧道： 指内燃牵引列车通行的铁路隧道。 2．翼墙式洞门： 在端墙前面设置两道纵向支撑的斜挡墙，以增强端墙的稳定性。 3．围岩失稳： 围岩变形达到了一定的限度，不能自稳，产生松动、坍塌。 4．斜眼掏槽： 与开挖工作面呈一定角度的掏槽眼，掏槽效果较好。 5．矿山法： 采用钻眼、放炮开挖隧道的方法。 6．硬岩： 指饱和极限抗压强度rb大于30mpa的岩石。 7．曲线隧道： 隧道的纵向线形为曲线，铁路隧道需要加宽，公路隧道依据曲线半径的情况 8．隧道预支护： 超前于开挖工作面的支护，如超前锚杆、管棚等。 9．围岩压力： 围岩对隧道结构形成的压力。 10．喷锚支护： 用喷射混凝土和锚杆组成，对隧道施作的初期支护。 开敞式掘进机：大型全断面掘进机械，适用于中硬岩层。 11．围岩： 隧道开挖后对周围地层发生扰动的那一部分岩体。 12．防水板： 2

通过温州软土地区3根抗拔桩的静载试验研究了抗拔桩的受力性状。试验结果表明,抗拔桩桩身轴力随着深度的增加而减小,在桩端处桩身轴力始终为零,即抗拔桩始终表现为纯摩擦桩性状。对于持力层是卵石层的抗拔桩,桩身拉伸量是桩顶上拔量的主要组成部分。桩侧摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系。当桩土相对位移较小时,桩长范围内土层的侧摩阻力均未达到极限状态,且随着桩土相对位移的增大而增大。当桩土相对位移增加到一定值后,桩侧摩阻力完全发挥且随着荷载的增加而减小,即出现侧阻软化现象。

结合模型试验和数值模拟的方法,对不同通风风速和火灾规模条件下的隧道温度场和烟气场规律进行了研究,总结了温度沿隧道纵向的分布规律、温度随时间变化的规律、烟气浓度沿纵向的分布规律、烟气浓度随时间的变化规律等,并且使用steps软件对火灾发生后人员的逃离疏散模型进行计算。通过研究,建议将8min(480s)作为疏散时间的上限参考值,且一般长大铁路隧道需设置定点救援通道,以9条,60m间距为宜。

在论述铁路隧道内设置防护门重要性的基础上,调研我国既有铁路隧道防护门存在的问题,比选玻璃纤维增强复合材料、钢材、混凝土及航空航天领域新材料的优缺点。针对玻璃纤维增强复合材料具有轻质高强、不腐蚀、价格低廉等特点,开展铁路隧道新型防护门结构设计,并研发配套防护门疲劳试验装置。试验结果表明:该新型隧道防护门结构性能优良,可抵御在压强为±6kpa、频率为5hz条件下1×10~7次疲劳荷载,可为铁路隧道及类似地下工程抗风压防护门设置提供借鉴。

紫坪埔隧道小净距段现场监测试验研究——为节约工程造价，紫坪铺隧道汶川端设计为渐变小净距隧道与整幅修建的泯江大桥相接。该端隧道洞口段左、右线间距较小，围岩较差。为保证隧道的安全施工和积累经验，对紫坪埔隧道小净距段进行衬砌内力、围岩压力、位移及地...

在论述铁路隧道内设置防护门重要性的基础上,调研我国既有铁路隧道防护门存在的问题,比选玻璃纤维增强复合材料、钢材、混凝土及航空航天领域新材料的优缺点.针对玻璃纤维增强复合材料具有轻质高强、不腐蚀、价格低廉等特点,开展铁路隧道新型防护门结构设计,并研发配套防护门疲劳试验装置.试验结果表明:该新型隧道防护门结构性能优良,可抵御在压强为±6kpa、频率为5hz条件下1×107次疲劳荷载,可为铁路隧道及类似地下工程抗风压防护门设置提供借鉴.

基于模糊数学理论建立了重载铁路隧道基底结构服役状态评价方法。遵循科学性、完备性等原则,把重载铁路隧道基底结构服役状态评价体系划分为目标层、准则层和指标层。准则层由基底结构材料劣化等5个主要影响因素组成,指标层则由混凝土强度等11个评价指标组成。依据相关规范、现场检测和监测资料以及数值计算结果确定评价指标判定标准。采用可拓层次分析法确定指标层各指标的权重,采用改进的灰度关联法确定准则层各因素的权重,采用模糊向量单值化法对重载铁路隧道基底结构服役状态进行评级。