云岭隧道底鼓机理分析 被引量：54

1

作者 汪洋 唐雄俊 +1 位作者 谭显坤 王元汉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2530-2534,共5页

结合十漫高速公路云岭隧道建设,分析了隧道底鼓的形式和发展过程,研究了影响隧道底鼓的多个因素,在分析隧道仰拱稳定性的基础上,推导了隧道底鼓的表达式,并通过现场监测对其进行了验证。通过对隧道底鼓机制进行分析,正确认识了围岩的变... 结合十漫高速公路云岭隧道建设,分析了隧道底鼓的形式和发展过程,研究了影响隧道底鼓的多个因素,在分析隧道仰拱稳定性的基础上,推导了隧道底鼓的表达式,并通过现场监测对其进行了验证。通过对隧道底鼓机制进行分析,正确认识了围岩的变形破坏机制,提出了隧道底鼓的治理措施。其研究结果不仅为优化隧道的支护体系提供了依据,同时对指导隧道现场施工,确保施工安全具有重要意义。 展开更多

关键词 隧道 软弱围岩 仰拱底鼓 治理措施

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高速铁路隧道仰拱结构受力现场实测分析 被引量：34

2

作者 杜明庆 张顶立 +1 位作者 张素磊 房倩 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期53-61,共9页

针对高速铁路隧道仰拱受力状态复杂且对高速列车行车安全至关重要的特点,现场测试兰新第二双线福川隧道返工后仰拱混凝土和钢筋的应力,分析仰拱结构中混凝土和钢筋的受力特征及应力变化规律。结果表明:受隧道二衬自重及上部围岩荷载、... 针对高速铁路隧道仰拱受力状态复杂且对高速列车行车安全至关重要的特点,现场测试兰新第二双线福川隧道返工后仰拱混凝土和钢筋的应力,分析仰拱结构中混凝土和钢筋的受力特征及应力变化规律。结果表明:受隧道二衬自重及上部围岩荷载、隧道基底围岩膨胀、轨道道床及列车荷载的作用,返工后仰拱混凝土经历了受压、出现局部拉应力、拉压应力稳定的变化过程;仰拱中混凝土和钢筋的最大拉应力均出现在仰拱中心上部,从仰拱返工到隧道运营的整个过程中,混凝土的最大拉应力为1.9MPa,最大压应力约为8MPa;地下水大量补充后,隧底围岩膨胀释放大量荷载,使得混凝土应力、钢筋应力以及土压应力迅速增大。基于监测结果及地质条件,提出将福川隧道仰拱底鼓分为轻微、中度和严重3种程度,针对每种程度的底鼓给出相应的控制措施。 展开更多

关键词 高速铁路 隧道 仰拱底鼓 混凝土应力 钢筋应力 土压应力

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某高速公路隧道仰拱底鼓原因分析及处治方案数值模拟 被引量：14

3

作者 胡胜强 《路基工程》 2015年第3期238-242,共5页

针对某高速公路隧道仰拱底鼓破坏等病害,从地质因素、支护设计等方面综合分析仰拱底鼓等病害的原因。提出了全面疏通排水设施,采用注浆+锁脚+锚杆加固措施,并运用有限元软件对加固施工过程进行数值模拟,评价处治方案的可行性,为隧道加... 针对某高速公路隧道仰拱底鼓破坏等病害,从地质因素、支护设计等方面综合分析仰拱底鼓等病害的原因。提出了全面疏通排水设施,采用注浆+锁脚+锚杆加固措施,并运用有限元软件对加固施工过程进行数值模拟,评价处治方案的可行性,为隧道加固提供依据。 展开更多

关键词 仰拱底鼓 原因分析 有限元 处治方案 数值模拟

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隧道仰拱底鼓产生的关键点及控制方法研究 被引量：14

4

作者 张田涛 张潍漪 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期162-166,共5页

针对隧道仰拱底鼓产生的危害,文章从自然环境、人为因素、灾害等方面简要分析了其产生机理,在此基础上提出了三个假设条件对薄板压曲微分方程进行简化,归纳出影响隧道仰拱底鼓的七个关键点,并对各关键点检测方法的适用性进行分析;总结... 针对隧道仰拱底鼓产生的危害,文章从自然环境、人为因素、灾害等方面简要分析了其产生机理,在此基础上提出了三个假设条件对薄板压曲微分方程进行简化,归纳出影响隧道仰拱底鼓的七个关键点,并对各关键点检测方法的适用性进行分析;总结了针对各关键点所采取的防治措施。基于某隧道工程仰拱底鼓检测实例,初步验证了本文研究结果的正确性。 展开更多

关键词 隧道 仰拱底鼓 力学行为 关键点 检测方法 防治措施

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基底围岩膨胀对泥岩隧道受力特性的影响 被引量：8

5

作者 赵涛 梁庆国 +2 位作者 吴飞亚 苏晓健 周稳弟 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期538-546,共9页

为研究泥岩地区基底膨胀作用下隧道的受力特性及仰拱变形规律,运用非线性有限元数值模拟方法,开展不同含水量条件的基底湿胀特性对泥岩隧道结构的影响分析,获取隧道围岩位移的变化规律,以及衬砌、仰拱、回填层的应变和应力特征.结果表明... 为研究泥岩地区基底膨胀作用下隧道的受力特性及仰拱变形规律,运用非线性有限元数值模拟方法,开展不同含水量条件的基底湿胀特性对泥岩隧道结构的影响分析,获取隧道围岩位移的变化规律,以及衬砌、仰拱、回填层的应变和应力特征.结果表明:隧底围岩吸水膨胀对仰拱底鼓影响较大,对拱顶沉降有一定的抑制作用;随着基底围岩膨胀作用的增强,仰拱的最大主应力表现出减小趋势,最小主应力表现出不断增大趋势;回填层的应力、应变均表现出增加趋势;回填层的最大主应力和最大主应变均呈钟形对称分布,最小主应力呈M形对称分布;回填层中心及一定范围是控制泥岩隧道仰拱底鼓的关键部位.研究结果可为类似的泥岩地区隧道设计及仰拱底鼓控制提供理论参考. 展开更多

关键词 泥岩隧道 基底膨胀 数值模拟 仰拱底鼓

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大保高速公路四角田隧道衬砌变形及底鼓的防治技术 被引量：7

6

作者 王德双 《铁道标准设计》 2003年第10期66-68,共3页

介绍在围岩岩体完整性极差 ,强风化 ,地应力极大 ,具有可塑性和膨胀性 ,偏压等地质条件下的隧道施工中 ,应用奥地利迈式钻进注浆锚杆、M40 0型迈式泵和导轨式钻机进行深孔注浆加固围岩和初期支护 ,有效防治二衬变形和仰拱底鼓。

关键词 高速公路 公路隧道 隧道施工 防治技术 仰拱底鼓 衬砌变形 奥地利迈式钻进注浆锚 M400型迈式泵 导轨式钻机

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高铁泥岩隧道围岩蠕变对仰拱底鼓的影响

7

作者 梁庆国 岳建平 +2 位作者 周稳弟 孙纬宇 李景 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期80-85,共6页

研究目的:针对泥岩地区高铁隧道修建过程中出现的仰拱底鼓病害,本文采用参数反演与数值模拟相结合的方法,全面分析围岩蠕变对仰拱底鼓的影响,并采用锚杆支护与仰拱加强的工程措施对仰拱底鼓进行治理。研究结论:(1)Burgers模型能较好地... 研究目的:针对泥岩地区高铁隧道修建过程中出现的仰拱底鼓病害,本文采用参数反演与数值模拟相结合的方法,全面分析围岩蠕变对仰拱底鼓的影响,并采用锚杆支护与仰拱加强的工程措施对仰拱底鼓进行治理。研究结论:(1)Burgers模型能较好地符合泥岩表现出的明显的衰减蠕变和稳定蠕变特征;(2)随着时间的增加,围岩不断向洞内发生变形,且隧道拱顶沉降、水平收敛和拱底隆起一直在增大,并经历了三个阶段:瞬时变形阶段、衰减蠕变阶段与稳定蠕变阶段;(3)仰拱结构内力随着蠕变时间增加同样在增大,并在蠕变一定年限后,仰拱填充中心的拉应力将超过混凝土的抗拉强度,导致仰拱填充沿中心位置开裂;(4)锚杆支护的最优长度为5 m,最佳间距为0.9~1.2 m,在此基础上通过加强仰拱来进一步抑制仰拱底鼓变形,并且建议仰拱支护强度选用C30~C40;(5)本研究结果可为类似工程的建设与施工提供建议与参考。 展开更多

关键词 泥岩隧道 仰拱底鼓 参数反演 数值模拟 底鼓控制

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水平层状碳质页岩地层高速铁路大断面隧道基底变形机理研究

8

作者 周俊超 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第6期145-152,共8页

我国西部、西南部地区在建及建成的高速铁路隧道常发生仰拱隆起病害,严重威胁着隧道施工进度及运营安全。依托兴山东隧道典型的水平层状碳质页岩地层,开展仰拱基底隆起机理研究,对仰拱基底以下的围岩进行模型简化,应用构件试验定性分析... 我国西部、西南部地区在建及建成的高速铁路隧道常发生仰拱隆起病害,严重威胁着隧道施工进度及运营安全。依托兴山东隧道典型的水平层状碳质页岩地层,开展仰拱基底隆起机理研究,对仰拱基底以下的围岩进行模型简化,应用构件试验定性分析、数值模拟定量计算的方法,揭示了不同层厚、层间黏聚力以及材料强度对层状岩体破坏模式的影响,分析导致水平层状围岩隧道底鼓的原因,并提出相应的底鼓控制处置技术。研究结果表明:(1)层厚的减小降低了层状复合岩体抵抗变形和破坏的能力,主要表现为弹性阶段的缩短和变形速率的加快;层间黏结强度的降低破坏了层状复合岩体的整体性,导致层状岩体加速进入单一岩层受力阶段,但对极限承载力劣化效应不明显;(2)岩体本身材料强度降低极大地降低了层状复合岩层的承载能力,使得破坏过程显著加快,影响程度和范围进一步加深,结合数值模拟结果进一步证明了岩体本身强度在层状岩体的变形和破坏当中占据主导位置;(3)列车振动的疲劳损伤、地下水聚集的弱化作用以及围岩的长期力学性能均将影响隧道仰拱的稳定性,变形控制效果排序为:加深仰拱>基底注浆>仰拱锚杆。 展开更多

关键词 高速铁路 铁路隧道 水平层状围岩 仰拱底鼓 构件试验 数值模拟 变形机理

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复杂地应力环境下隧道底鼓处治技术研究

9

作者 马有良 《高速铁路技术》 2024年第3期68-72,80,共6页

西南地区某隧道仰拱出现底鼓病害,道床开裂变形严重,底鼓速率快,运营安全隐患高。为安全高效处治运营线路无砟轨道隧道底鼓病害问题,采用现场调查、探孔验证、地质补勘等方式,对既有隧道结构现状、病害成因进行了调查,优选了处置方案。... 西南地区某隧道仰拱出现底鼓病害,道床开裂变形严重,底鼓速率快,运营安全隐患高。为安全高效处治运营线路无砟轨道隧道底鼓病害问题,采用现场调查、探孔验证、地质补勘等方式,对既有隧道结构现状、病害成因进行了调查,优选了处置方案。结果表明:(1)通过对病害发育程度、地下水情况、混凝土状态、围岩地应力、结构变形等因素的综合分析,得出复杂地应力环境下缓倾软弱岩层与地下水的相互作用是造成该隧道上拱的主要原因;(2)对隧底注浆加固、隧底微型桩、隧底桩筏结构、道床抗拉锚杆(索)及隧底拆换并加深加强结构等方案进行比选,确定采用增大矢跨比、隧底加深加强的拆换重构方案;(3)在施工过程中加强应急管理,根据沉降观测、应力监测、隧底围岩位移监测等数据分析,及时优化调整设计方案,整治完成后效果良好。研究成果可供后续工程借鉴和参考。 展开更多

关键词 复杂地应力环境 仰拱底鼓 沉降监测 矢跨比

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高速铁路泥岩隧道仰拱底鼓控制技术研究

10

作者 梁庆国 赵涛 +2 位作者 贾良 何文敏 苏晓健 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期46-51,共6页

研究目的:为分析基底围岩劣化作用下泥岩隧道仰拱底鼓变形的控制效果,运用数值模拟的研究方法,建立高速铁路泥岩隧道有限元模型,考虑隧道开挖条件下模拟基底围岩吸湿膨胀和软化作用,选用底板与锁脚锚杆加固的控制技术,对比分析加固前后... 研究目的:为分析基底围岩劣化作用下泥岩隧道仰拱底鼓变形的控制效果,运用数值模拟的研究方法,建立高速铁路泥岩隧道有限元模型,考虑隧道开挖条件下模拟基底围岩吸湿膨胀和软化作用,选用底板与锁脚锚杆加固的控制技术,对比分析加固前后隧周围岩的竖向位移、填充层及仰拱的变形特性。研究结论:(1)锚杆加固基底可有效控制隧底围岩隆起,对隧底隆起的控制效果膨胀阶段优于软化阶段;(2)锚杆加固前后仰拱、填充层的底鼓位移曲线均呈“钟形”对称分布;(3)仰拱、填充层中心位置处的底鼓变形最大;(4)本研究结果可为高速铁路泥岩隧道仰拱底鼓病害防治与加固提供参考依据。 展开更多

关键词 仰拱底鼓 控制技术 泥岩隧道 膨胀 软化

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膨胀性泥岩铁路隧道变形机理与仰拱底鼓控制技术研究

11

作者 徐志平 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第5期113-121,共9页

为揭示膨胀性泥岩铁路隧道仰拱底鼓变形机理并提出对应控制措施,以西(宁)至成(都)铁路膨胀性泥岩隧道为背景,采用室内试验、数值模拟、案例调研等方法开展研究。结果发现:膨胀性泥岩在浸水后物理力学参数明显降低,随着浸水时间增加,降... 为揭示膨胀性泥岩铁路隧道仰拱底鼓变形机理并提出对应控制措施,以西(宁)至成(都)铁路膨胀性泥岩隧道为背景,采用室内试验、数值模拟、案例调研等方法开展研究。结果发现:膨胀性泥岩在浸水后物理力学参数明显降低,随着浸水时间增加,降低速率逐渐减小,其膨胀系数为4.8%;FLAC3D中的应变软化模型通过湿度应力场与温度应力场的转化能较好模拟膨胀性泥岩浸水后的参数衰减效应,当初始含水率分别为5%、15%、25%时,膨胀力试验结果分别为37.84,123.90,189.06kPa;随着水位上升,隧周孔隙水压力逐渐增大,当地下水位分别为Z=-5 m、Z=0 m、Z=5 m、Z=10 m、Z=15 m、Z=30 m时,隧周最大孔隙水压力分别为0,100,125,200,250,350 kPa,仰拱底部随软化系数的增加由沉降逐渐变为隆起,隧底围岩软化及上部挤压造成的剪切破坏是仰拱底鼓的最大诱因;随着仰拱矢跨比增加,二次衬砌弯矩减小,拱底和墙脚位置二次衬砌弯矩减小值较大,因此仰拱底部受力得到优化;适当提高仰拱矢跨比,采用全环钢架+钢筋混凝土衬砌、加强基底排水、采用基底换填或管桩加固等措施是膨胀性泥岩铁路隧道设计关键。 展开更多

关键词 铁路隧道 膨胀性泥岩 仰拱底鼓 变形机理 变形控制技术 参数优化

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运营公路隧道底鼓病害快速处治技术 被引量：3

12

作者 宋建军 朱小明 +2 位作者 郑万鹏 杜源 李国虎 《中国建材科技》 CAS 2022年第1期109-113,共5页

部分运营公路隧道的底鼓处治对交通干扰较大。为了实现不中断或少中断交通,通过对运营隧道隧底缺陷与病害类型的归纳分析,总结可减少交通干扰的运营公路隧道底鼓快速整治技术体系,并提出预制装配式仰拱及填充层拆换技术思路。

关键词 隧道 仰拱底鼓 装配式仰拱

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浅埋泥岩隧道仰拱底鼓力学特性

13

作者 刘彤彤 梁庆国 +3 位作者 杜耀辉 辛延甫 赵涛 吕晓云 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第23期10112-10119,共8页

为了研究浅埋泥岩隧道仰拱底鼓变形特征,提出一种新的模型试验法,以强制位移的加载方式模拟基底围岩的膨胀作用,对隧道基底围岩膨胀引起的衬砌与围岩受力变形破坏特征进行了系统分析。结果表明:泥岩隧道因基底膨胀作用发生仰拱底鼓后,... 为了研究浅埋泥岩隧道仰拱底鼓变形特征,提出一种新的模型试验法,以强制位移的加载方式模拟基底围岩的膨胀作用,对隧道基底围岩膨胀引起的衬砌与围岩受力变形破坏特征进行了系统分析。结果表明:泥岩隧道因基底膨胀作用发生仰拱底鼓后,衬砌的应力及洞周围岩压力分布发生显著变化;拱脚外侧和仰拱内侧表现为环向拉应力,容易出现受拉破坏;相较于衬砌的其他部位而言,拱脚和仰拱对基底膨胀的力学响应更为明显,且随着膨胀作用的增强,拱脚和仰拱之间的应力差值逐渐增大;按照围岩的失稳状态,将围岩压力的变化状态分为初期增长、中期稳定和末期快速增长3个阶段,在末期快速增长阶段,隧道竖向收敛值快速增加,衬砌应力增长速率变大,加剧了仰拱的破坏;基底膨胀作用下使得隧道两侧围岩容易失稳。研究结果可为泥岩隧道结构设计优化提供有益参考。 展开更多

关键词 泥岩隧道 仰拱底鼓 模型试验 力学响应

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某隧道软岩大变形病害分析及其处治对策 被引量：3

14

作者 于德安 李晓博 《工程与建设》 2019年第1期92-93,100,共3页

在软岩富水地区,大变形问题在隧道修建过程中非常常见,目前对该问题的研究也较多,因此存在不同的处治思路和方法。现阶段此类问题的主要处治原则是加强围岩、控制变形。以往的设计理念中主要有两种做法,即"以刚克柔"和"... 在软岩富水地区,大变形问题在隧道修建过程中非常常见,目前对该问题的研究也较多,因此存在不同的处治思路和方法。现阶段此类问题的主要处治原则是加强围岩、控制变形。以往的设计理念中主要有两种做法,即"以刚克柔"和"以柔克刚"。本文从某在建的实际项目出发,针对修建过程中产生的具体问题进行病害分析,同时提出相应的处治对策,可供类似项目参考。 展开更多

关键词 软岩大变形 初支侵限 仰拱底鼓 二衬开裂

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石林隧道仰拱底鼓原因分析及处治方法研究 被引量：3

15

作者 袁川峰 《福建交通科技》 2016年第2期72-76,共5页

隧道仰拱底鼓破坏是隧道工程的重大问题,针对三明市永宁高速公路石林隧道仰拱底鼓破坏病害以及相关加固措施,采用有限元软件对施工过程进行数值模拟并结合现场监控量测数据分析,结果表明造成该隧道仰拱底鼓产生主要有地质水文和施工缺... 隧道仰拱底鼓破坏是隧道工程的重大问题,针对三明市永宁高速公路石林隧道仰拱底鼓破坏病害以及相关加固措施,采用有限元软件对施工过程进行数值模拟并结合现场监控量测数据分析,结果表明造成该隧道仰拱底鼓产生主要有地质水文和施工缺陷方面的因素,采用径向小导管注浆加置换仰拱加固措施能起到较好的效果。 展开更多

关键词 仰拱底鼓 原因分析 处治方法

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公路软岩隧道底鼓注浆加固厚度数值模拟 被引量：3

16

作者 徐嵩基 王育奎 《山东交通学院学报》 CAS 2016年第3期60-66,共7页

通过对某位于构造剥蚀沉积岩低中山区高速公路隧道的全面检测,分析隧道产生底鼓的原因,采用FLAC3D模拟不同厚度仰拱时围岩塑性区变化情况,分析仰拱厚度不足对隧道的危害,验证隧道全断面注浆的可行性。通过计算模拟不同厚度的注浆圈,提... 通过对某位于构造剥蚀沉积岩低中山区高速公路隧道的全面检测,分析隧道产生底鼓的原因,采用FLAC3D模拟不同厚度仰拱时围岩塑性区变化情况,分析仰拱厚度不足对隧道的危害,验证隧道全断面注浆的可行性。通过计算模拟不同厚度的注浆圈,提出合理的注浆圈厚度,为施工及加固提供一定的技术参考。 展开更多

关键词 仰拱底鼓 FLAC3D 注浆圈

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成昆铁路保安营1号隧道底鼓病害整治技术

17

作者 邓波 《四川水泥》 2021年第2期54-56,共3页

仰拱底鼓是隧道建设过程中的常见病害,对隧道施工及运营造成极大威胁。针对成昆铁路保安营1号隧道出现的底鼓病害,采用监控量测、现场及室内试验的方法分析隧道底鼓产生的原因。结果表明,近水平、中薄和软硬相间岩层在高地应力条件下发... 仰拱底鼓是隧道建设过程中的常见病害,对隧道施工及运营造成极大威胁。针对成昆铁路保安营1号隧道出现的底鼓病害,采用监控量测、现场及室内试验的方法分析隧道底鼓产生的原因。结果表明,近水平、中薄和软硬相间岩层在高地应力条件下发生弯曲变形是造成隧道底鼓与仰拱开裂的主要原因,通过对已出现仰拱底鼓的段落采取整治措施,并调整未施工段的支护参数,有效地控制了相近地段隧道底鼓病害。 展开更多

关键词 隧道 仰拱底鼓 高地应力 整治措施

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高铁泥岩隧道仰拱底鼓变形研究现状及关键科学问题探讨 被引量：9

18

作者 熊玉莲 梁庆国 +2 位作者 汪波 贾桂云 曹小平 《兰州交通大学学报》 CAS 2020年第4期25-33,共9页

我国高铁建设的规模和数量、尤其是高铁隧道的总量已稳居世界首位,高铁基础设施的安全性、稳定性和耐久性成为具有重要现实和长远意义的重大课题.考虑到我国泥岩地层分布广泛,高铁泥岩隧道数量众多且近年来出现不少仰拱底鼓变形等病害,... 我国高铁建设的规模和数量、尤其是高铁隧道的总量已稳居世界首位,高铁基础设施的安全性、稳定性和耐久性成为具有重要现实和长远意义的重大课题.考虑到我国泥岩地层分布广泛,高铁泥岩隧道数量众多且近年来出现不少仰拱底鼓变形等病害,着重从隧道仰拱底鼓变形机理与控制对策、泥岩工程地质特性与水-岩反应、泥岩隧道及围岩变形控制、隧道结构受力特点、隧道结构与工程研究方法等方面进行全面调研总结,并据此提出若干关键科学问题,亦即:高速铁路泥岩隧道仰拱基底围岩变异的复杂性、仰拱底鼓对上部轨道结构的量化影响和基于仰拱基底围岩变异的高速铁路隧道结构耐久性预测、评价及控制;并提出了初步的研究思路和方法,以期为提高我国高铁泥岩隧道的基础理论研究、设计建造和运维管理的技术水平提供有益的参考. 展开更多

关键词 高铁 泥岩隧道 仰拱底鼓变形

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