为分析层状岩体隧道爆破引起的围岩稳定性问题,采用LS-DYNA数值模拟方法对不同层理倾角下隧道支护体系的动态响应特性进行研究.研究结果表明:(1)围岩层理倾角为60°时,掌子面后方25m处拱顶水平切向峰值振速出现1.74倍的增大现象;(2)不同围岩层理倾角下左右拱腰和边墙位置处均呈现质点非对称振动特征;(3)不同层理倾角下,左右拱腰和边墙位置处水平径向和垂向峰值振速随与掌子面距离的增大呈现先减小后增大的变化趋势;(4)拱腰位置横向和竖向压应力非对称受力系数在围岩层理倾角为60°时出现明显转折,呈现先快速增大后又快速减小变化趋势;(5)随着围岩层理倾角从0°变化到90°,锚杆动态拉应力峰值呈现先增大后减小变化趋势,在隧道环向上的分布也不同.现场监测结果显示:30°围岩层理倾角下隧道爆破引起的锚固支护结构质点振动规律与研究结果具有一致性.
为解决泥水盾构隧道施工中废弃泥浆难以处置、污染环境、回收利用困难等问题,以粉质黏土地层盾构废浆经过压滤处理后的废渣为研究对象,提出了利用废渣制备免烧建材的方案.研究不同固化剂体系对免烧试样单轴抗压强度的影响规律,获取最优固化剂种类、掺入比及合理的河砂掺入量.研究结果表明:(1)以盾构废浆压滤处理后的废渣制备免烧建材技术具有可行性和实用性,制得的免烧建材强度满足《非烧结垃圾尾矿砖》(JC/T422-2007)MU15等级产品要求;(2)水泥作为固化剂制备的免烧试样强度显著高于石灰作为固化剂制备的试样强度,且水泥的最适宜掺入量在20%～30%之间;(3)复合固化剂中水泥石灰之比宜为3∶1,才能达到最佳的固化效果;(4)废渣与河砂的掺入比在3∶1时,能够最大程度利用废渣,同时免烧试样符合规范要求的强度和耐久性指标.
对玉磨铁路安定隧道二次衬砌裂缝的分布进行统计分析,并提出一种更接近实际荷载情况的模拟方法,对二次衬砌的裂缝发展规律和控制因素进行研究.采用正交试验研究四因素(混凝土强度等级、衬砌厚度、钢筋直径、保护层厚度)三水平条件下衬砌裂缝情况.结果表明:现场衬砌裂缝分布情况统计显示裂缝主要分布于拱脚和拱腰位置,拱顶次之,拱肩裂缝较少,纵向裂缝比例达到63%,环向裂缝和斜向裂缝占比分别为18%和19%;衬砌各部位损伤出现的顺序为拱脚、拱顶、拱腰、拱肩,而裂缝发展程度一般为拱脚>拱腰>拱顶>拱肩;二次衬砌结构参数对拱脚裂缝宽度的影响程度为混凝土强度等级>保护层厚度>衬砌厚度>钢筋直径;随着因素水平的提升,混凝土强度等级、衬砌厚度、钢筋直径的影响程度逐渐减小,衬砌厚度影响趋势则相反.
激光点云技术具有高精度、高密度和适应性良好的特点,将其应用于公路隧道形变监测中,研究基于固定站激光扫描数据的公路隧道断面连续提取、滤波和多期形变监测的方法.为保证多期形变的观测断面在同一位置,在隧道中安装位置固定的扫描仪,利用三维中轴线和配准算法保证多期断面的同一性.提出一种两次迭代的椭圆曲线拟合方法,该方法第一次迭代基于椭圆形状约束对隧道拱顶断面的非拱顶断面点云进行滤除,第二次迭代利用迭代最小二乘拟合算法对滤波后的拱顶断面进行椭圆曲线拟合.基于拟合的椭圆曲线和极坐标法监测断面的多期形变.与传统RANSAC方法进行对比,两次迭代的椭圆曲线拟合方法在提取隧道椭圆曲线方面表现出更好的滤波效果和更高的精度.搭建隧道模型进行形变模拟和监测试验,对提取的多期数据进行分析,结果表明所提出的方法在公路隧道多期形变监测中具有可行性,且中误差小于2 mm,具有较高的精度.
为研究双层公路盾构隧道内部结构对隧道横向抗震性能的影响,以某特大直径双层公路隧道工程为依托,建立施作上层板和不施作上层板2种不同内部结构的双层公路盾构隧道三维精细化有限元模型,采用隐式动力时程法进行盾构隧道管片-内部结构复合体系横向抗震性能研究.结果表明:(1)双层公路隧道内部结构可以增大隧道横向刚度,减小隧道变形,施作上层板的内部结构对横向刚度的增大更为显著;(2)内部结构可以减小隧道局部峰值弯矩和峰值轴力,其中拱脚处轴力最大减小732.16 kN,拱肩、拱脚和拱腰处弯矩最大减小723.59 kN·m;(3)内部结构施作上层板时,管片损伤小幅减小,内部结构损伤增大,不施作上层板时,拱腰处管片外侧出现新损伤,考虑到内部结构并非主要受力结构,施作上层板隧道的震后可修复性优于不施作上层板隧道的震后可修复性;(4)内部结构施作上层板在减小隧道变形、应力和内力方面均优于不施作上层板,但施作上层板后内部结构损伤增大,建议采取对应的加强措施.
