片岩隧道二衬开裂机理研究

片岩作为典型的软岩具有显著的各向异性特征,在隧道结构中围岩的各向异性特征易造成支护结构的局部偏压承载,对隧道衬砌结构安全产生严重威胁。谷竹高速公路沿线区域片岩分布较为普遍,多条隧道在施工过程中曾出现过不同程度的二衬开裂问题。通过现场监控量测及数值计算对片岩各向异性及围岩作用下的二衬开裂规律及机理进行了分析。研究结果表明:片岩各向异性特征显著,易形成结构偏压作用,产生偏压部位的支护结构承载明显大于其他区域;偏压区域二衬结构率先出现开裂,裂缝分布较其他区域严重。研究成果揭示了片岩隧道二衬开裂特征及机理,为确保谷竹高速公路片岩隧道及类似工程施工的安全及运营提供了参考依据。     

大跨浅埋偏压隧道围压实测及结构受力分析

大跨浅埋偏压隧道由于其非对称的受力条件,易引发结构变形与开裂等突出问题,近年来越来越受工程技术界的重视。以邢汾高速公路邢台段后偏梁大跨度隧道浅埋偏压段为例,通过实测围岩压力,根据荷载结构法的基本原理,利用ANSYS软件对其结构受力特性进行数值分析,得到结论:实测的围岩压力分布和偏压的地形之间具有较为一致的对应性,即围岩压力受地形的影响显著;二衬总应力受轴力引起的应力影响较小,主要受弯矩引起的应力控制,整个拱圈范围内最危险的部位是在受围岩压力最大的左侧拱肩处;随着二衬厚度的变化,二衬总应力在不同的部位均发生相应变化,但变化幅度均不大。相关研究结论为后续类似大跨浅埋偏压隧道的合理设计与施工提供参考依据。更多还原     

TRC加固水工偏心受压结构的抗裂性能初探

为研究纤维编织网增强混凝土(Textile reinforced concrete,简称TRC)加固偏心受压水工结构的抗裂性能,对6根偏压短柱进行试验,研究了配网率和前期受力对TRC控制偏心受压结构裂缝的影响,在此基础上,建立了TRC加固下的偏心受压结构的裂缝扩展理论,进一步分析了裂缝的扩展规律。研究结果表明:对于一次受力结构,以基体材料开裂、受拉钢筋屈服为界限点裂缝呈现出3个扩展阶段;对于二次受力结构,滞后应变(前期受力历史造成)小于基体材料开裂应变时,裂缝扩展以加固点、基体材料开裂和受拉钢筋屈服为界限点呈现出4个扩展阶段,而当滞后应变大于基体材料开裂应变时,裂缝扩展以加固点、受拉钢筋屈服为界限点呈现出3个扩展阶段;在扩展阶段转变处,裂缝扩展速率(偏压荷载与裂缝扩展深度的比值)突增,但是在同一阶段内裂缝扩展速率逐渐减小;采用TRC可以有效地控制偏心受压结构主裂缝的发展,配网率越高,裂缝分布越均匀,条数越多,间距和扩展速率越小;前期受力对采用TRC抑制裂缝深度扩展的影响明显,而对抑制裂缝宽度扩展的影响较轻,总体而言前期受力历史越大,效果越差。     

深埋炭质板岩隧道塌方处治方法及衬砌安全性

软岩隧道拆换拱施工中发生大塌方，并造成附近二次衬砌严重开裂的报道及相关研究较少，为安全有效地进行软岩隧道塌方处治，以甘肃某高速公路深埋炭质板岩隧道大塌方处治为例，介绍了隧道塌方经过及采取的应急处治措施，分析了隧道塌方原因，制定了初支塌方段和二衬开裂段相应的综合处治方法，并根据现场实施情况以及衬砌结构安全性计算结果，评价了隧道塌方处治效果。结果表明:塌方段炭质板岩呈碎裂状松散结构，由于发生过度变形，加上注浆固结效果不佳，拆换拱时围岩以碎屑状快速溜塌、涌出，直至围岩整体失稳，塌方体填满整个隧道，进而造成了附近二次衬砌严重开裂；针对初支塌方段和二衬开裂段，宜采用先进行初支塌方段处治、后进行二衬开裂段处治的施工顺序；利用隧规公式所得隧道塌方高度偏小，建议选取基于普式理论所得塌方高度及相应荷载用于隧道塌方段衬砌结构安全性的验算。     

基于ANSYS数值力学模型的二次衬砌结构稳定性分析

二次衬砌开裂是隧道最常见的病害之一,对有裂缝的既有隧道衬砌结构的稳定性进行分析研究具有重要的现实意义和理论价值。基于断裂力学的裂缝模型,通过数值分析,探讨了有裂缝既有隧道二次衬砌结构稳定评价的计算方法。通过模型试验对非破坏性衬砌和开裂衬砌的承载力进行了分析比较。结果表明：(1)断裂力学有限元方法可用于评价既有裂缝隧道二次衬砌结构的稳定性。(2)不同零件出现裂纹时所需载荷的大小顺序为：足弓比拱顶小,拱顶比拱腋小,拱腋比仰拱小。(3)当支架位于拱顶和拱脚时,对衬砌结构的稳定性影响最大。(4)衬砌结构的承载力因裂缝而下降,当隧道仰拱底部出现纵向裂缝时,其承载力下降了37.5%。     

铁路隧道浅埋偏压施工技术的应用

结合老中铁路芬果二号隧道施工的实际情况,对浅埋偏压软弱围岩段施工技术进行了深入分析,包括超前、开挖、支护、防排水、围岩监测、二衬等,该隧道浅埋段安全顺利地完成所有的施工工序,具有良好的参考借鉴价值。     

大断面隧道“井”字型临时支撑拆除施工技术

深圳地铁10号线凉帽山车辆段出入线三线隧道初期支护的临时支撑采用独特的"井"字型设计,开挖采用三台阶"9洞6步"法施工。隧道所处位置埋深浅、偏压、跨度大,隧道二衬施工时"井"字型临时支撑拆除难度大,风险高。传统的CRD施工方法,中间部位只有一道水平和一道竖向临时支撑,隧道二衬施工时"+"字型临时支撑拆除与"井"字型临时支撑相比,拆除难度低,风险也相对较低,可借鉴经验较少。为降低风险,确保施工安全,结合工程实际情况,隧道二衬施工时采用"3层浇筑、4次拆除"的施工方法。     

重力坝坝踵裂缝水力劈裂耦合分析

大坝运行期间,重力坝坝踵裂缝在较高水头作用下易发生水力劈裂破坏。建立扩展有限元法框架下重力坝坝踵裂缝水力劈裂耦合数值模型,并采用扩展有限元法模拟水力劈裂耦合作用下重力坝坝踵裂缝扩展过程。计算结果表明:重力坝坝踵初始裂缝逐渐向坝基底部扩展,且裂缝扩展方向朝向下游;无水力劈裂作用下的裂缝开裂角大于水力劈裂作用下的,无水力劈裂耦合作用下的裂缝开裂角小于水力劈裂耦合作用下的;重力坝坝踵裂缝扩展前,裂缝内水压力基本与边界水压力相同,当裂缝开始扩展时,裂缝内水压力会降低,而后裂缝张开宽度不断增大,裂缝内水压力又会变成边界全水头;裂缝水力劈裂导致裂尖Ⅰ型应力强度因子增大,降低了重力坝裂缝的稳定性。研究结果可为重力坝坝踵裂缝水力劈裂防治提供理论依据。     

软岩隧道衬砌开裂机理分析及预防措施

在我经济快速发展的今天,我国政府大力支持和落实高速公路建设。在此种情况下,存在质量问题的高速公路也得到了有效修补,提高了高速公路的应用性。在高速公路质量问题中,衬砌开裂是比较严重的一种质量问题,其直接威胁高速公路软岩隧道的安全性,加强高速公路软岩隧道衬砌开裂处理是非常必要的。我国一些专业人士对工程结构裂缝进行了详细的研究,认为应当从工程结构裂缝的基本概念、温度对裂缝的影响、应力松弛和各种条件     

不同雷达极化波条件下隧道二衬异常响应研究

采用探地雷达探测隧道二衬异常的过程中,很多因素会对探测效果产生影响,如发射和接收天线的连线与探测方向间不可避免会呈不同夹角,从而形成不同极化波。主要针对不同夹角α这一因素对隧道二衬探测效果的影响展开研究。为消除这一影响,指导实际施工和信号解释,通过GprMax3D加载线极化中不同天线极化方式建立不同环境的隧道二衬异常模型。由模型模拟分析和工程实例研究发现当夹角α由0°至90°变化时:①对于隧道二衬不同埋深钢筋,采用天线水平极化探测效果逐渐减弱,采用天线垂直极化探测效果基本保持不变;②对于隧道二衬空洞,采用天线水平极化探测效果逐渐减弱,采用天线垂直极化探测效果基本保持不变;③对于隧道二衬混凝土厚度不足区,采用天线水平极化探测效果越来越明显,采用天线垂直极化探测效果越来越弱;④对于隧道二衬破碎带区,无论何种极化波,对破碎带区的探测效果均影响不大,而更多的是受围岩综合介电常数值的影响。研究结果为隧道施工过程中二衬的质量检查提供了指导方法。     

鸭池河水电站钢衬混凝土坝后背管结构分析

采用非线性有限元法对鸭池河水电站钢衬钢筋混凝土压力管道进行了分析,研究了钢衬和外包钢筋混凝土的应力、位移分布规律及外包钢筋混凝土的裂缝开裂次序、钢衬的承载比例.结果表明:钢衬钢筋混凝土压力管道是一种受力较为合理的结构形式,外包钢筋混凝土管和钢衬联合承载对钢管具有保护作用.     

隧道二次衬砌混凝土顶拱带模回填注浆施工技术

以新建京张高速铁路草帽山隧道二次衬砌混凝土浇筑完成后2～4 h顶拱120°范围内在二衬钢模台车未脱模前进行回填注浆为例,介绍了高铁隧道二衬顶拱带模注浆孔的布置、注浆要求、注浆材料性能及注浆工艺等施工技术。解决了隧道二衬混凝土顶拱脱空、不密实等缺陷问题,避免了传统顶拱二衬后回填注浆液与衬砌混凝土出现"两层皮"的现象,使衬砌结构整体性更好,可为铁路隧道、水电工程隧道及地铁隧道工程等二衬混凝土顶拱回填注浆制定施工方案提供借鉴。     

考虑摩擦接触特性的钢衬钢筋混凝土管道承载机理研究

采用库伦摩擦接触模型模拟钢衬与外包钢筋混凝土间摩擦接触特征,建立了李家峡水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构模型,系统研究了内水压力作用下外包混凝土起裂荷载、裂缝扩展、管道变形、钢衬与钢筋应力分布特征等承载性能规律。结果表明:考虑钢衬与外包混凝土间的摩擦接触机制时,混凝土裂缝扩展规律与模型试验吻合更好,钢衬应力更为均匀,混凝土裂缝宽度普遍在0.3~0.4 mm,明显大于不考虑摩擦接触特性结果;随着钢衬与外包混凝土间摩擦系数的增加,管顶附近的变形不均匀程度逐渐增加,钢衬应力不均匀程度增加,不利于发挥钢衬的承载性能,但同时上半周裂缝处的钢筋应力峰值明显减小,应变不均匀程度减小,说明摩擦系数的增加有利于裂缝控制。     

寒坡岭隧道出口洞顶仰坡开裂加固处理方法

结合工程实例介绍因地质条件差（泥灰岩,崩积层,坡积体,节理裂隙发育,松散破碎）,稳定性差,引起隧道出口端仰坡开裂,主洞初期支护开裂,采取仰坡卸载、主洞加强支护有效抑制变形开裂。以企对今后偏压、坡积体、松散破碎地质条件下的隧道施工有所借鉴。     

智能数字化衬砌台车在隧道施工中的应用

在互联网信息化时代的要求下,为了不断提升隧道二衬施工规范化水平和智能信息化应用水平,进一步提升平南高速公路隧道施工的机械化水平,减少传统劳动力投入,提高二衬施工效率,解决二衬施工中普遍存在的质量病害问题,引进智能数字化自动浇筑衬砌台车。     

内外结合注浆技术在浅埋偏压隧道施工的应用

针对宜万铁路齐家湾隧道DK156+000～+040超浅埋段围岩软弱、浅埋偏压及山体开裂、下陷、滑移等地质条件,提出地表注浆加固方案及施工工艺。经实践,该方案成功可行,安全可靠。宜万铁路齐家湾隧道全长130m,洞身DK156+000～+040超浅埋段地面距隧道开挖轮廓顶部仅1.2m,且线路右侧山体明显对隧道形成偏压。根据监控量测分析结果,经研究决定采取地表注浆和洞内注浆结合的方案。     

高坝混凝土裂缝问题研究综述

针对高坝建设和运行中普遍存在的裂缝问题,将高坝混凝土裂缝问题分为4个部分,包括裂缝成因和机理、裂缝扩展稳定性、裂缝探查方法以及裂缝防治和处理措施,然后对每一部分中关键问题如裂缝成因、扩展稳定性研究方法、裂缝无损探查方法以及裂缝灌浆措施的研究现状分别进行阐述,指出优缺点及值得关注的发展方向,最后给出自己的一些建议,以期对高坝裂缝问题研究有所帮助。     

高速铁路隧道混凝土缺陷处理技术

结合京沪高速铁路金牛山隧道混凝土缺陷处理实例,分析了高速铁路隧道施工缝崩边崩块、拱墙干裂缝、二衬表面翻砂、离析、露筋等混凝土缺陷给高速铁路运行带来的危害,阐述了高速铁路混凝土缺陷处理的方法,为同类工程提供参考。     

西部某山岭隧道洞口偏压段大变形处理实践

以西部某山岭隧道洞口偏压段大变形为例,结合现场施工情况及地质调研,对大变形原因进行分析,并提出了相应的处理措施。应急处理措施包含设置临时钢支撑、洞渣回填护脚、补打注浆小导管加固围岩等;永久处理措施包含对初期支护换拱、加强二衬配筋、设置明洞等。工程实践中,通过监测数据验证了处理措施的合理性。最后,结合工程经验及教训,对洞口偏压段施工提出若干建议。     

北线引水工程水工隧洞的裂缝预防

水工隧洞混凝土裂缝是常见现象。北线引水工程的输水隧道从围岩支护、二衬厚度、变形缝施工缝设置、混凝土强度、钢筋配筋率以及衬砌施工时机、施工顺序、混凝土配合比优化、地下水治理等方面进行裂缝预防,防裂效果良好。