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运营铁路隧道水害引发的仰拱起鼓及衬砌开裂防治技术研究 被引量：49
1
作者 代鸿明 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期202-206,共5页
铁路隧道,尤其是铺设无砟轨道的铁路隧道在运营期间因水害引发的仰拱填充、轨道等起鼓或衬砌结构开裂是非常难以处理且危害较大的工程灾害之一。文章以近年来开通的铁路隧道,尤其是西南山区岩溶发育地段铁路隧道为例,通过对典型案例进... 铁路隧道,尤其是铺设无砟轨道的铁路隧道在运营期间因水害引发的仰拱填充、轨道等起鼓或衬砌结构开裂是非常难以处理且危害较大的工程灾害之一。文章以近年来开通的铁路隧道,尤其是西南山区岩溶发育地段铁路隧道为例,通过对典型案例进行分析,结合工程实践对水害引发的仰拱起鼓及衬砌开裂的原因、治理及预防措施进行了研究,提出了相应的防治技术,对于类似工程条件下的灾害防治具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 铁路隧道 水害 仰拱起鼓 衬砌开裂 防治技术
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3D打印技术在高铁隧道仰拱隆起病害模拟试验中的应用与研究 被引量：18
2
作者 李林毅 阳军生 +3 位作者 王立川 高超 蒋买勇 王子建 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1369-1384,共16页
高铁隧道仰拱隆起病害频发,严重影响线路正常运营。提出一种用于高铁隧道变形致灾病害试验模拟的新方法,利用3D打印技术构建高铁隧道结构及附属设施精细模型,全方位考虑高铁隧道附属设施的工作状态,并系统介绍3D打印隧道模型的构件类型... 高铁隧道仰拱隆起病害频发,严重影响线路正常运营。提出一种用于高铁隧道变形致灾病害试验模拟的新方法,利用3D打印技术构建高铁隧道结构及附属设施精细模型,全方位考虑高铁隧道附属设施的工作状态,并系统介绍3D打印隧道模型的构件类型、打印材料及优选方法、打印流程等多方面内容;依托典型病害案例进行相似模型模拟试验,重现现场病害特征,探讨隧道排水量、结构外水压力和结构位移量的规律特征。研究结果表明:随地下水位的上升,隧道排水量与地下水位呈对数型增长关系;地下水位20 m后隧道排水量增量明显减缓、结构外水压力显著增加(尤其是隧底与拱顶)、底部结构隆起持续增长,且存在"隧底>内轨>外轨"的隆起量值特征;至地下水位50m时试验结果与现场病害特征吻合良好,验证了该方法的可行性与有效性。研究成果可为隧道病害及类似隧道模型试验的精细化模拟提供借鉴。 展开更多
关键词 隧道工程 3D打印技术 高铁隧道 仰拱隆起 病害模拟 模型试验
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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
3
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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排水管堵塞引起的高铁隧道结构变形与渗流场特征模拟试验研究 被引量：25
4
作者 李林毅 阳军生 +3 位作者 高超 王树英 王子建 相懋龙 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期715-724,共10页
基于3D打印技术构建了高铁隧道结构及排水系统设施精细模型,提出了切实可行的隧道堵管模拟方法及模拟装置,依托典型病害案例开展了堵管病害相似模型模拟试验,探讨了在不同堵管条件、不同地层水头下隧道渗流场(隧道排水量、结构外水压力... 基于3D打印技术构建了高铁隧道结构及排水系统设施精细模型,提出了切实可行的隧道堵管模拟方法及模拟装置,依托典型病害案例开展了堵管病害相似模型模拟试验,探讨了在不同堵管条件、不同地层水头下隧道渗流场(隧道排水量、结构外水压力)及结构位移量的变化规律特征。研究结果表明:随堵塞程度加深,隧道排水量呈现先慢后快型下降趋势,具体为排水管堵塞率为50%前隧道排水量下降幅度较小,而堵塞率达50%后隧道排水量骤减直至不排水;底部结构隆起位移存在"隧底>内轨>外轨"的量值关系,且随堵塞程度加深隆起位移呈现先慢后快型增长趋势;受排水减少影响,堵管后结构外水压力逐步由"隧底最大,拱顶、拱腰次之,墙脚最小"的扇贝型分布转为"静水压"型分布;至全堵条件下地层水头40 m时试验位移结果与现场病害特征吻合良好,验证了上述模拟方法的可行性与有效性。研究成果以期为富水隧道堵管防治及类似病害评价提供借鉴与指导作用。 展开更多
关键词 排水管堵塞 高铁隧道 仰拱隆起 渗流场 模拟试验 3D打印技术
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高铁泥岩隧道围岩蠕变对仰拱底鼓的影响
5
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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高地应力型隧道底隆案例调研与发生机理研究 被引量：5
6
作者 许召强 阳军生 +1 位作者 陶伟明 王立川 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2021年第S01期265-276,共12页
为深化高地应力隧道底隆研究,文章开展数座典型构造引起(为主)的和地形(少量)引起的高地应力隧道底隆案例调研,详细介绍了每座隧道所处工程地质环境、底隆情况与所采取整治措施,系统总结了构造型高地应力隧道发生底隆的共性条件,然后采... 为深化高地应力隧道底隆研究,文章开展数座典型构造引起(为主)的和地形(少量)引起的高地应力隧道底隆案例调研,详细介绍了每座隧道所处工程地质环境、底隆情况与所采取整治措施,系统总结了构造型高地应力隧道发生底隆的共性条件,然后采用理论分析方法介绍了该类型底隆发生机理,最后基于大量调研成果、理论研究基础,总结出构造型高地应力隧道底隆预判条件,为设计阶段的风险判识与所采取的防控措施提供参考。 展开更多
关键词 铁路隧道 仰拱隆起 案例调研 底隆机理 构造应力 底隆预判
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高速铁路泥岩隧道仰拱底鼓控制技术研究
7
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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浅埋泥岩隧道仰拱底鼓力学特性
8
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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强降雨作用下高速铁路隧道仰拱隆起原因分析及整治 被引量：26
9
作者 李林毅 阳军生 +3 位作者 王立川 王树英 方星桦 谢亦朋 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期27-36,共10页
近年来,降雨引发的铁路隧道仰拱隆起病害时有发生,严重影响隧道运营安全。文章以某高铁隧道仰拱隆起病害案例为依托,综合降雨作用、地形地质条件、防排水系统实际效果等多因素对病害原因进行探讨,采用数值模拟方法重现病害的发生,进而... 近年来,降雨引发的铁路隧道仰拱隆起病害时有发生,严重影响隧道运营安全。文章以某高铁隧道仰拱隆起病害案例为依托,综合降雨作用、地形地质条件、防排水系统实际效果等多因素对病害原因进行探讨,采用数值模拟方法重现病害的发生,进而探究病害发生时隧道结构应力场、渗流场的特征规律,并结合病害情况提出针对性整治措施。研究结果表明:(1)复杂地质条件导致的地层富水连通性、难以预测的高强度集中降雨、防排水系统部分失效是病害发生的主要原因,而上述因素导致的隧道外水压力过高是病害发生的直接原因;(2)基于FLAC3D软件提出一种水压力引发的隆起病害反演方法,重现了案例隧道病害的发生,可为同类病害原因分析提供新思路;(3)基于病害情况,采取了"施作降压孔+隧底注浆锚固+增设泄水洞+地表处理"的综合整治措施。现场实施效果证明了整治方案的有效性,可供类似的病害隧道参考。 展开更多
关键词 高速铁路隧道 强降雨作用 仰拱隆起 水害 原因分析 整治方案
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