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千枚岩软岩隧道支护受力分析及控制技术 被引量：3
1
作者 王超 陈孔福 赵何霖 《四川建筑》 2023年第2期125-128,共4页
隧道软岩大变形及其控制问题一直备受关注,依托九(寨沟)绵(阳)高速水牛家隧道,针对千枚岩隧道开挖的大变形问题,选取隧道典型断面监测进行现场监测。利用监测数据绘制对应的变化曲线,分析了锚杆轴力、围岩压力与钢拱架受力随开挖过程的... 隧道软岩大变形及其控制问题一直备受关注,依托九(寨沟)绵(阳)高速水牛家隧道,针对千枚岩隧道开挖的大变形问题,选取隧道典型断面监测进行现场监测。利用监测数据绘制对应的变化曲线,分析了锚杆轴力、围岩压力与钢拱架受力随开挖过程的变形规律,为支护参数的调整和变形控制措施的提出提供依据。监测结果表明:隧道开挖后,各个位置锚杆轴力前期增长较快,开挖25天后逐渐趋于稳定,最大值为12.4 kN;围岩压力与钢架受力均出现先突增,再回弹,最后趋于平缓的规律。围岩压力最大值为0.78 MPa,稳定时间65天左右;钢架轴力最大值为26.8 kN,稳定时间60天左右;依据现场监测结果,采取了优化断面形状、使用长短锚杆、加大预留变形量以及增加初支强度等措施控制大变形。研究成果可为类似软岩隧道施工控制提供重要借鉴。 展开更多
关键词 隧道工程 软岩大变形 现场试验 受力特征 变形控制
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考虑自由面参数影响的地铁隧道爆破振速预测公式优化研究 被引量：1
2
作者 闵鹏 谢俊 +3 位作者 申玉生 常铭宇 董俊 陈孔福 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期245-253,283,共10页
预测地铁隧道爆破施工产生的振动速度,大多采用萨道夫斯基公式进行计算,很难反映岩体爆破中自由面的影响。然而,在隧道爆破过程中,岩石的自由面面积及自由面数量都会影响爆破地震波的传播,导致振速发生变化。为进一步研究自由面对爆破... 预测地铁隧道爆破施工产生的振动速度,大多采用萨道夫斯基公式进行计算,很难反映岩体爆破中自由面的影响。然而,在隧道爆破过程中,岩石的自由面面积及自由面数量都会影响爆破地震波的传播,导致振速发生变化。为进一步研究自由面对爆破振速的影响,在萨道夫斯基公式的基础上,引入自由表面积S_(r)、自由面数量系数k和自由表面指数β来表征自由面对爆破振速的影响,并采用统计学t分布进行优化,建立隧道爆破地表振速改进预测公式。以重庆地铁18号线富歇区间隧道工程为依托,开展爆破振动测试,将改进公式与原公式对实测振速的拟合结果对比分析,验证了改进公式的正确性。通过数值模拟建立了3种自由面参数不同工况下的隧道爆破模型,根据改进公式预测结果的各项误差评价指标,可知和方差由3.19×10^(-5)下降为1.29×10^(-5),均方根误差由1.56×10^(-3)下降为9.96×10^(-4),决定系数由0.887上升为0.956,调整决定系数由0.882上升为0.954,证明了改进公式具有更高的预测精度。研究成果可为类似隧道爆破工程提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 地铁隧道 爆破振动 自由面 T分布 振速预测
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穿越断层隧道节段衬砌结构破坏机理:试验与数值研究
3
作者 郑清 张熙 +3 位作者 申玉生 邱居涛 王耀达 陈孔福 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第7期2392-2410,共19页
随着穿越活断层隧道工程建设的飞速发展,跨断层隧道的分析和设计方法迫切需要相应的理论指导。本研究通过振动台模型试验和数值模拟,探讨了断层位错和地面运动对不同长度管片衬砌结构的影响规律和破坏机制。结果表明,随着衬砌纵向连接刚... 随着穿越活断层隧道工程建设的飞速发展,跨断层隧道的分析和设计方法迫切需要相应的理论指导。本研究通过振动台模型试验和数值模拟,探讨了断层位错和地面运动对不同长度管片衬砌结构的影响规律和破坏机制。结果表明,随着衬砌纵向连接刚度(节理和节段衬砌)的减小,上盘与断裂带之间的结构相对位移减小,而下盘与断裂带之间的结构相对位移变化趋势相反。因此,应根据工程要求将靠近上盘的衬砌段划分为较小的段,而靠近下盘的衬砌段应划分为较大的段。结合试验结果提出了断层附近影响带的设防范围。在划分分段长度时还应考虑衬砌接缝的作用,以便在断层位错的影响下实现纵线的平滑过渡。本文数值模拟的破坏演化过程与振动台试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 穿越断层隧道 节段衬砌 相对位移 振动台模型试验 数值模拟
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强震区仰坡角度对跨断层隧道结构动力响应影响研究 被引量：3
4
作者 申玉生 陈孔福 +3 位作者 李小彤 曾志华 王耀达 雷龙 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第6期192-201,共10页
随着西部大量复杂地质环境条件下隧道工程建设,由此在洞口段也经常出现断层破碎带,强震作用下隧道易遭受严重破坏,尤其断层与仰坡的倾向关系尤为重要。文中依托中亚某线管道隧道工程(PGA为0.6 g),通过数值模拟对与仰坡倾向相反的断层段... 随着西部大量复杂地质环境条件下隧道工程建设,由此在洞口段也经常出现断层破碎带,强震作用下隧道易遭受严重破坏,尤其断层与仰坡的倾向关系尤为重要。文中依托中亚某线管道隧道工程(PGA为0.6 g),通过数值模拟对与仰坡倾向相反的断层段隧道衬砌的动力响应开展研究,分析了不同仰坡坡角对跨断层隧道洞口段动力响应的影响。研究表明:地震作用时,随着仰坡坡角由30°增大到75°,隧道共轭45°相对位移峰值与分布范围与之正相关;震后隧道衬砌存在更严重的残余变形;拱腰与拱顶最小主应力值与应力集中范围也随之增大。沿轴向同一位置拱顶的最小主应力放大系数随着仰坡坡角的增加而增大,尤其仰坡坡角由60°增至75°时断层处放大系数增大30%,放大系数突变范围增大60%。经研究发现:隧道穿越与仰坡反倾向的断层破碎带时,仰坡坡角应尽量避免大于60°,抗震设防范围为洞口与断层面之间以及断层面向洞身延伸4倍隧道跨径。同时隧道共轭45°角方向是结构抗震薄弱部位,需要加强抗震设计。文中研究成果对超强震区穿越与仰坡倾向相反断层的隧道洞口段结构抗减震设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 管道隧道 动力响应 断层 仰坡坡角 主应力放大系数 设防长度
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深埋千枚岩软岩隧道施工全过程大变形测试与分析
5
作者 罗长青 赵何霖 陈孔福 《四川建筑》 2023年第2期121-124,共4页
软岩大变形隧道施工控制一直是工程界关注的重点,针对九(寨沟)绵(阳)高速深埋千枚岩地层隧道施工大变形控制问题,通过对隧道施工全过程进行监控,并对监测数据进行回归分析与反馈,得出结论:受地质条件影响,软岩隧道施工变形较大,开挖后4... 软岩大变形隧道施工控制一直是工程界关注的重点,针对九(寨沟)绵(阳)高速深埋千枚岩地层隧道施工大变形控制问题,通过对隧道施工全过程进行监控,并对监测数据进行回归分析与反馈,得出结论:受地质条件影响,软岩隧道施工变形较大,开挖后4周左右变形趋于稳定;隧道采用三台阶预留核心土法和两台阶法施工,施工会使围岩变形速率突增,然后缓慢变形,最终趋于稳定,其中下台阶施工对围岩扰动较大(变形量和变形速率较大);可采用长短锚杆施工,适当加大预留变形量(30~40 cm),加大二衬厚度(原厚度的15%~20%),控制隧道结构整体变形,保障隧道建设安全。 展开更多
关键词 隧道工程 软岩大变形 拱顶沉降 周边收敛 现场监测
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基于地基梁理论的断层非线性错动下隧道纵向响应研究
6
作者 铁明亮 常铭宇 +4 位作者 詹胜文 申玉生 左雷彬 陈孔福 张熙 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第7期1365-1376,共12页
为研究走滑断层错动作用下隧道结构的纵向响应,采用Pasternak双参数地基和弹性梁理论,建立穿越多破裂面断层隧道在断层强制位错作用下的纵向响应微分方程,通过数学方法求解获得隧道结构在断层位错作用下的纵向变形、内力响应,并通过模... 为研究走滑断层错动作用下隧道结构的纵向响应,采用Pasternak双参数地基和弹性梁理论,建立穿越多破裂面断层隧道在断层强制位错作用下的纵向响应微分方程,通过数学方法求解获得隧道结构在断层位错作用下的纵向变形、内力响应,并通过模型试验和数值模拟对理论解析模型的有效性进行验证。在此基础上,采用理论解析模型对隧道结构纵向响应的影响因素进行敏感性分析。主要得出以下结论:1)理论解析模型计算得到的隧道纵向变形和弯矩变化趋势与模型试验和数值模拟结果完全一致,但数值上趋于保守;2)断层错动的位移形式和围岩-隧道结构的刚度匹配关系对隧道结构纵向响应的影响较大,应根据具体的断层破碎带形式选择合适的断层错动位移函数;3)随着围岩-隧道结构刚度比的增大,围岩对隧道结构的约束作用随之增大,隧道结构纵向内力集中现象增加,但受断层错动影响的范围减小,在具体工程设计中应结合施工成本、抢通时间等来选择合适的围岩-隧道结构刚度匹配关系。 展开更多
关键词 隧道工程 断层错动 模型试验 弹性地基梁 理论解析模型
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