高速铁路交叉隧道动力学问题研究综述

文章针对高速铁路交叉隧道的分类和组合型式进行划分,分别阐述了其存在的关键动力学问题,并通过广泛的相关文献调研,总结了高速铁路交叉隧道在列车振动、空气动力效应以及地震震动等方面的研究现状与不足;指出了今后的研究重点:(1)考虑隧道结构、地层参数以及邻近交叉隧道的结构特征,建立高速列车-轨道-交叉隧道为一体的三维精细化分析模型,并用其开展定量安全评价;(2)开展车隧气动结构效应研究,提出保障隧道结构安全的工程措施,进而建立考虑列车气动荷载与其他动力荷载叠加作用下交叉隧道的安全性评估方法;(3)进行全方位的高速铁路交叉隧道地震动力响应研究,揭示交叉隧道结构本身的动力特性,提出相适应的抗震设计方法;(4)引入混凝土和岩石动力损伤本构关系,建立能考虑材料动态损伤的计算模型,以对结构在长期反复动力作用下的动力响应特性及其累积损伤效应开展深入研究。     

基于等维灰数递补数据处理技术的隧道洞口山体地表沉降预测

隧道洞口山体是隧道施工顺利进行的关键,也是隧道工程灾害(如塌方、冒顶等)的频发地段,对其进行定量的观测研究和预报是防止灾害发生的重要措施.基于等维灰数递补数据处理技术,建立了等维灰数递补GM(1,1)模型,对洞口山体沉降进行了预测和模拟,以判定洞口山体的稳定性.结果表明等维灰数递补数据处理技术充分利用了系统响应的最新信息,降低了预测系统的灰度,提高了模型的预测精度,预测结果可靠,与常规灰色预测模型相比该法更具有实用价值.     

盾构隧道联络通道施工力学行为数值模拟分析

以广深港客运专线狮子洋隧道为依托,采用三维有限差分法FLAC3D,模拟盾构隧道与联络通道组成的空间交叉结构的施工过程。结果表明,由于联络通道的施工,使盾构隧道的变形由对称变形转为不对称变形,并使与联络通道相连接的交叉部管片产生应力集中,导致开洞侧管片及联络通道结构自身产生上下截面整体受拉的不利受力形式。应注意对开洞侧管片及联络通道靠近开洞口处混凝土进行适当的加厚并增加配筋量。     

高速铁路隧道线下工程变形监测系统的开发与应用

以武广客运专线为背景,利用数据库技术与软件工程技术,研究开发了高速铁路隧道线下工程变形监测系统,该系统包括测点信息管理、数据采集、数据查询、数据处理、变形预测五个功能模块,集数据管理与数据分析处理两大功能于一体,具有友好的用户界面。以细冲子隧道为工程实例,对该系统进行评估,结果表明,该监测系统能够很好地管理监测数据,对沉降变形能进行准确的预测,具有很好的工程应用价值。     

长大深基坑施工围岩动态变形规律

针对目前对深基坑施工围岩动态变形规律缺乏系统研究的现状,以武广客运专线上的金沙洲隧道明挖段深基坑工程为实例,建立空间有限元模型,实现了施工动态模拟;分析了长大深基坑施工过程中,各部位围岩的动态变形和分布规律,并指出了围岩变形的关键位置与施工环节。研究结果表明:坑周土体沉降在竖直方向表现为沿深度逐步减小,最大值出现在地表,但在水平方向上,沉降规律较复杂,受到围护桩自身刚度的影响,呈现为"勺"形,最大沉降位置并非出现在桩顶位置,而是离桩顶约11 m处;坑周土体水平位移随基坑开挖逐渐增大,且位移中心逐渐下移,直至开挖深度2/3处;基坑开挖后,基底产生一定程度的回弹和内挤变形,开挖深度越大,土体条件越差,变形越大。     

轴重30t重载列车作用下新黄土区隧道适应性及强化措施研究

以在建的蒙华铁路典型隧道结构型式为基础,针对新黄土区重载铁路隧道结构动力响应、疲劳寿命以及合理强化措施等问题,采用数值模拟的方法进行研究。结果表明:随着轴重和运量的增加,既有铁路隧道无法满足30 t轴重列车长期安全运营的要求,应采取强化措施。而单一的系统锚杆注浆加固强化能力有限,须采用系统锚杆与隧底地基加固(加固深度4 m及其以上)的联合强化措施方能满足其疲劳寿命要求。通过研究,指出30 t轴重列车荷载作用下隧底结构疲劳易损位置,即二次衬砌仰拱中心、初期支护仰拱与边墙连接处,并得到满足100 a设计使用年限,新黄土区隧道二次衬砌、初期支护混凝土结构在轴重30 t列车荷载作用下的疲劳上限强度,分别为1.30和1.62 MPa,可为设计参考。     

等维灰数递补技术在隧道地表沉降预测中的研究与应用

基于等维灰数递补数据处理技术,建立了等维灰数递补GM(1,1)模型,对洞口山体沉降进行预测和模拟,以判定洞口山体的稳定性。结果表明:等维灰数递补数据处理技术充分利用了系统响应的最新信息,降低了预测系统的灰度,提高了模型的预测精度,预测结果可靠,与常规灰色预测模型相比,该法更具有实用价值。     

强度折减法分析隧道整体稳定性

为了判断武广客运专线浏阳河隧道DIIK1563+340～DIIK1563+410地段上台阶开挖时围岩的横向稳定性,应用强度折减法原理和有限元仿真软件建立每个强度折减系数下的仿真模型,研究拱顶沉降、地表沉降、主应力和塑性区与强度折减系数的关系,并分析隧道失稳形态.结果显示隧道的稳定安全系数为2.3,破坏首先发生在隧道两侧...     

地表锚杆预加固技术用于公路隧道的设计方法

根据已有的设计和现场施工经验以及试验研究成果，在探讨采用砂浆锚杆对浅埋公路隧道地表进行预加固的分析方法基础上，系统地提出了该项技术的设计内容和具体设计方法，并给出了几个工程应用实例。