穿越多断层破碎带隧道自适应结构走滑错动特性研究 被引量：1

1

作者 张熙 申玉生 +4 位作者 易鹏豪 朱鹏霖 王耀达 粟威 陶伟明 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第5期137-146,共10页

在活动断裂构造带地区,断层运动往往是沿断层带发生,自活动盘到破碎带错动位移表现出逐级传递的特征,因此穿越活动断裂带的隧道结构应力、变形特征也受到断层错动形式的影响。依托西部高烈度区某穿越大型活动断裂带的公路隧道工程,通过... 在活动断裂构造带地区,断层运动往往是沿断层带发生,自活动盘到破碎带错动位移表现出逐级传递的特征,因此穿越活动断裂带的隧道结构应力、变形特征也受到断层错动形式的影响。依托西部高烈度区某穿越大型活动断裂带的公路隧道工程,通过数值模拟分析穿越多断层隧道结构在断层多级走滑错动下的位移、应力响应规律,得出隧道结构纵向基于多断层蠕滑错动的影响分区;建立基于柔性初支、刚性二衬和节段铰接的穿越蠕滑断层隧道自适应结构,探究在错动区和缓冲区内设置隧道自适应结构的抗错性能。研究表明:隧道围岩性质的差异是影响穿越断层破碎带隧道结构变形和应力的最重要因素,隧道自适应结构在蠕滑错动过程中,柔性初支能够吸收部分围岩传递至隧道结构的变形,柔性接头的剪切变形和衬砌节段的刚性转动能够承担较大的位错,随着隧道衬砌节段长度的减小、接头数量的增加,各个接头的剪切变形角和衬砌节段偏转角都将减小,大幅提升结构的抗错安全性。 展开更多

关键词 公路隧道 多断层 活动断裂带 多级走滑错动 影响分区 自适应结构

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穿越走滑断层隧道错动影响分区及隧道节段式衬砌抗错断性能控制

2

作者 粟威 陶伟明 +3 位作者 易鹏豪 申玉生 匡亮 王耀达 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第18期7534-7541,共8页

为了揭示中国西部地区穿越活动断裂公路隧道工程的变形及力学特性,通过数值模拟分析了断层左旋走滑运动对隧道结构产生的错动响应,建立隧道受断层错动影响分区,并提出隧道节段衬砌铰接设计这一抗错断措施。通过对比在影响区内设置不同... 为了揭示中国西部地区穿越活动断裂公路隧道工程的变形及力学特性,通过数值模拟分析了断层左旋走滑运动对隧道结构产生的错动响应,建立隧道受断层错动影响分区,并提出隧道节段衬砌铰接设计这一抗错断措施。通过对比在影响区内设置不同长度节段衬砌时隧道结构的应力、位移响应规律,得出最优衬砌节段布置形式。研究结果表明:断层走滑错动2.5 m时,隧道结构受错影响范围为断层与活动盘交界面附近2.7 d(d为隧道跨径)内,定义1 d~2.7 d范围内为次要影响区,1 d范围内为主要影响区;通过对比分析发现3 m节段对衬砌结构水平位移和最大剪应力的控制效果最好,峰值最大降低率分别达到了3.38%和43.34%;隧道结构在断层交界面附近水平位移达到最大,随后向两侧较远位置变形不断减小至平稳;可见隧道结构沿纵向所受的最大剪应力值集中在错动影响区内,且在此范围内变化相较此范围外更加剧烈,错动影响区是抗断层错动设防重点关注对象。研究结果可为隧道抗错断设计提供参考。 展开更多

关键词 公路隧道 走滑断层 节段衬砌 影响分区 数值计算

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泥水盾构泥浆在砂土地层中的渗透特性及对地层强度的影响 被引量：17

3

作者 曹利强 张顶立 +2 位作者 房倩 粟威 廖俊华 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期7-13,31,共8页

对于泥水盾构隧道施工,在有压泥浆渗透到地层的情况下,开挖面表面会形成渗透系数极小的泥膜.通过作用在不透水的泥膜上的泥浆压力来平衡掌子面前方的土水压力,以保证开挖面的稳定.以南京纬三路过江通道工程为背景,选择粒径及级配不同的... 对于泥水盾构隧道施工,在有压泥浆渗透到地层的情况下,开挖面表面会形成渗透系数极小的泥膜.通过作用在不透水的泥膜上的泥浆压力来平衡掌子面前方的土水压力,以保证开挖面的稳定.以南京纬三路过江通道工程为背景,选择粒径及级配不同的3种地层,进行室内有压泥浆渗透地层模型试验,探讨有压泥浆在不同地层中的渗透特性及泥浆渗透对地层强度的影响规律.研究发现,对于砂土地层,其渗透系数是影响泥浆渗透深度及泥膜质量的重要因素,渗透系数分别与泥浆渗透深度及滤水量呈线性相关关系,而渗透到地层中的泥浆也会随着地层粒径的变化对砂土地层的剪切强度产生不同且有规律的影响.本文的研究成果可以为泥水盾构合理的泥浆支护压力提供相关参考. 展开更多

关键词 泥水盾构 泥膜 渗透特性 剪切强度

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机场飞行区回填施工对明挖隧道结构的影响分析

4

作者 粟威 刘祥 《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》 2022年第1期100-104,共5页

目前国内外已有不少轨道交通隧道穿越既有机场的工程案例和研究成果,随着立体交通网的发展,新建机场引入高铁隧道的工程陆续出现,由此需要研究机场飞行区施工对下部隧道结构的影响。本文依托成都-自贡高速铁路天府机场隧道工程,基于有... 目前国内外已有不少轨道交通隧道穿越既有机场的工程案例和研究成果,随着立体交通网的发展,新建机场引入高铁隧道的工程陆续出现,由此需要研究机场飞行区施工对下部隧道结构的影响。本文依托成都-自贡高速铁路天府机场隧道工程,基于有限差分法分析了机场飞行区回填荷载和压路机施工荷载对下部隧道结构影响。结果表明:三角区及近期1~4m高度土石回填阶段采用较小的夯填荷载,对隧道结构造成的影响较小;近期4~16m高度土石回填阶段引起的隧道结构变形占比较大,为施工最不利阶段;压路机施工荷载对隧道结构的影响十分显著,不同荷载作用水平下,隧道结构变形规律一致,量值差异较大,荷载作用水平越高隧道结构变形越大;建议三角区土石回填时严格控制压路机施工荷载,后续施工阶段可逐渐增大施工荷载,远期回填施工荷载无需控制。 展开更多

关键词 隧道 振动压路机 回填荷载

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高海拔隧道防灾疏散救援及新型救援站型式 被引量：1

5

作者 匡亮 华阳 +2 位作者 黎旭 曹彧 粟威 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2022年第8期66-70,92,共6页

研究目的:考虑高海拔条件对列车内人员疏散能力及烟气扩散的影响,对高海拔大纵坡铁路隧道防灾疏散救援模式和新型紧急救援站型式开展研究,基于数值模拟分析高海拔大纵坡铁路隧道烟气扩散规律,确定新型紧急救援站型式及结构设计参数。研... 研究目的:考虑高海拔条件对列车内人员疏散能力及烟气扩散的影响,对高海拔大纵坡铁路隧道防灾疏散救援模式和新型紧急救援站型式开展研究,基于数值模拟分析高海拔大纵坡铁路隧道烟气扩散规律,确定新型紧急救援站型式及结构设计参数。研究结论:(1)高海拔铁路隧道结合洞外环境、安全疏散时间等因素可选择洞外疏散和洞内待避两种疏散模式;(2)铁路隧道外部救援可采用铁路救援、公路救援及空中救援三种模式,高海拔铁路隧道宜采用以铁路救援为主的模式;(3)推荐采用由列车着火停靠区、隔离过渡区、救援列车停靠区三部分组成的新型洞内紧急救援站模式;(4)海拔高度升高和坡度加大均加剧了烟气蔓延,而坡度变化对火灾扩散的影响较海拔高度更为显著;(5)本研究成果可指导高海拔铁路隧道防灾疏散救援设计。 展开更多

关键词 高海拔 大纵坡 铁路隧道 防灾疏散 紧急救援站

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高速铁路隧道围岩变形影响因素分析 被引量：9

6

作者 朱浩波 粟威 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S1期306-310,共5页

作为衡量隧道结构体系稳定性的重要指标,隧道变形具有科学性、及时性、可靠性和便捷性的优点。本文采用数值模拟方法 ,对围岩变形随支护结构施作时机、支护结构厚度、围岩弹性模量和隧道埋深四种因素的变化规律进行系统分析。研究表明。... 作为衡量隧道结构体系稳定性的重要指标,隧道变形具有科学性、及时性、可靠性和便捷性的优点。本文采用数值模拟方法 ,对围岩变形随支护结构施作时机、支护结构厚度、围岩弹性模量和隧道埋深四种因素的变化规律进行系统分析。研究表明。(1)随着应力释放率的增大,隧道拱顶和边墙处的围岩变形均不断增大,洞周围岩变形影响范围也不断增大。(2)随着支护结构厚度的增大,隧道拱顶和边墙处的围岩变形及影响范围不断减小,但减小趋势逐渐趋缓。(3)随着土体弹性模量的增大,隧道拱顶和边墙处的围岩变形及影响范围不断减小,但减小趋势逐渐趋缓。(4)随着隧道埋深的增大,隧道拱顶和边墙处的围岩变形不断增大,且在其他条件一定的情况下呈线性变化趋势。研究成果明确了四种主要因素影响下隧道的变形规律,对高铁隧道变形控制对策的选择具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 高铁隧道 拱顶沉降 水平收敛 影响因素

原文传递

高速铁路隧道围岩纵向变形曲线研究 被引量：2

7

作者 陈虎 粟威 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期102-106,共5页

隧道开挖过程中开挖面具有空间约束效应,纵向变形曲线(LDP)是这一空间效应的直观反映.目前,采用数值拟合方法进行LDP的研究主要集中于拟合形式、影响因素等方面,且大多是基于圆形隧道展开,并未考虑断面形式造成的影响.为此,本文总结具... 隧道开挖过程中开挖面具有空间约束效应,纵向变形曲线(LDP)是这一空间效应的直观反映.目前,采用数值拟合方法进行LDP的研究主要集中于拟合形式、影响因素等方面,且大多是基于圆形隧道展开,并未考虑断面形式造成的影响.为此,本文总结具有代表性的纵向变形曲线公式,对其适用范围及特点进行比较,研究V&D公式在高速铁路隧道下的适用性.结果表明:利用高铁隧道断面进行数值计算时,隧道半径建议采用等效半径;最大塑性区半径建议统一采用拱顶位置塑性区半径;采用与圆形隧道下相同形式的公式可以取得良好的拟合效果,具体表现为隧道前方LDP公式一致,掌子面处变形释放系数公式和隧道后方LDP公式拟合参数不同但差别不大. 展开更多

关键词 隧道工程 高速铁路 纵向变形曲线 数值模拟

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某高速铁路隧道明挖边坡溜坍整治方案研究

8

作者 蒋立 粟威 《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》 2022年第2期44-47,共4页

某高速铁路隧道为全线控制性工程。隧道上覆第四系全新统黏土、粉质黏土,下伏白垩系、侏罗系泥岩、泥岩夹砂岩、砂岩等“红层”。因“红层”边坡独特的地质工程特性及不利地质构造,在外部荷载和长时间降雨作用下极易发生溜坍。此类溜坍... 某高速铁路隧道为全线控制性工程。隧道上覆第四系全新统黏土、粉质黏土,下伏白垩系、侏罗系泥岩、泥岩夹砂岩、砂岩等“红层”。因“红层”边坡独特的地质工程特性及不利地质构造,在外部荷载和长时间降雨作用下极易发生溜坍。此类溜坍整治传统清方方案存在征地手续烦琐,工期长,汛期施工可能发生二次溜坍等问题。采用折线滑面法反算溜坍体推力设钻孔灌注桩,尽可能减少刷坡,抗滑桩达到强度后,对溜坍边坡进行局部修整后即可进行下方明洞施工,大幅节约了施工工期和投资。 展开更多

关键词 高速铁路隧道 “红层”边坡 不利地质构造 折线滑面法 溜坍整治方案对比

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简析道路扩建工程土方专项施工技术要点

9

作者 粟威 《门窗》 2021年第4期39-40,共2页

本文以怀化市二环路(舞水三桥至舞水四桥K17+380~K19+928.62段)道路扩建工程为例,阐述土方专项施工的要点与难点,为其它项目施工提供参考与借鉴。

关键词 道路扩建 土方 专项施工

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穿越多破裂面隧道节段衬砌地震损伤破坏振动台试验研究 被引量：4

10

作者 张熙 申玉生 +3 位作者 常铭宇 粟威 周鹏发 王浩鱇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2237-2252,共16页

依托我国西部高烈度地震区穿越大型活动断裂带隧道工程,开展穿越断层带多破裂面隧道振动台试验。根据测点加速度响应、动应变响应、位移响应和震后裂缝形态,研究隧道节段式衬砌结构和围岩在强度递增地震波激励下的能量、损伤变化特征,... 依托我国西部高烈度地震区穿越大型活动断裂带隧道工程,开展穿越断层带多破裂面隧道振动台试验。根据测点加速度响应、动应变响应、位移响应和震后裂缝形态,研究隧道节段式衬砌结构和围岩在强度递增地震波激励下的能量、损伤变化特征,基于希尔伯特–黄变换(HHT),从Hilbert边际谱和瞬时能量谱角度讨论围岩和隧道结构的地震损伤发展。研究结果表明:(1)强震作用下模型土表面同震位移显著,根据破裂面两侧围岩同位错量可定义断层破碎带内的主、次破裂面。(2)断层下盘主破裂面附近隧道结构的损伤发展滞后于上盘,0.4 g地震作用下主破裂面附近隧道结构主频和边际谱峰值降幅最大达到了29.1%和87.1%,损伤发展程度远大于其他部位。(3)隧道结构以受拉开裂为主,0.2 g地震作用上盘主破裂面附近仰拱出现拉裂破坏,而拱腰在0.4 g地震作用产生拉裂破坏。(4)断层上盘围岩在0.5 g地震动下主频降幅达到34.7%,围岩损伤程度明显超过下盘和断层破碎带中部。(5)根据隧道结构破坏形态,仰拱是隧道抗震薄弱部位,出现了不同程度开裂,需要加强隧道仰拱的抗震与减震耦合设计;断层上盘交界面附近隧道结构地震损伤最为严重,断层破碎带中部隧道结构震害较轻,穿越断层破碎带隧道需分区抗震设防。本文结论可为高烈度地震区隧道工程抗震与减震设计提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 隧道工程 断层破碎带 多破裂面 边际谱 裂缝形态 振动台试验

原文传递

强震区浅埋隧道洞口段改进整体式反应位移法

11

作者 申玉生 赵何霖 +3 位作者 朱正超 易鹏豪 雷龙 粟威 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2023年第5期78-87,共10页

为提高强震作用下隧道洞口段结构抗震性能,依托高烈度地震区某管道隧道工程,研究采用整体式反应位移法进行隧道洞口段抗震计算时的误差影响因素,引入结构位移放大系数,提出一种适用于隧道洞口段结构抗震计算的改进整体式反应位移法,并... 为提高强震作用下隧道洞口段结构抗震性能,依托高烈度地震区某管道隧道工程,研究采用整体式反应位移法进行隧道洞口段抗震计算时的误差影响因素,引入结构位移放大系数,提出一种适用于隧道洞口段结构抗震计算的改进整体式反应位移法,并结合算例分析,对改进后计算方法进行验证。结果表明:采用整体式反应位移法进行隧道洞口段抗震计算时误差主要是由洞口段隧道顶底部的相对位移引起,可引入结构位移放大系数对其进行修正;结构位移放大系数与洞口仰坡坡角和地震动强度正相关,与坡高和相对埋深负相关,不同围岩级别中的放大系数偏差小于10%,可忽略围岩条件对其的影响;改进整体式反应位移法在0.6g地震动下误差基本小于10%,比整体式反应位移法精度更高,可应用于隧道洞口段的抗震计算。 展开更多

关键词 隧道工程 抗震设计 位移放大系数 改进整体式反应位移法

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基于现场监测数据的隧道围岩变形特性研究 被引量：64

12

作者 房倩 粟威 +1 位作者 张顶立 于富才 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1884-1897,共14页

隧道变形是衡量隧道结构体系稳定性的重要指标,该指标可以科学、及时、可靠、便捷地反映隧道工程的安全性。在收集、整理我国103座山岭隧道836个拱顶沉降数据、806个水平收敛数据的基础上,系统分析围岩变形量、围岩变形稳定时间与围岩... 隧道变形是衡量隧道结构体系稳定性的重要指标,该指标可以科学、及时、可靠、便捷地反映隧道工程的安全性。在收集、整理我国103座山岭隧道836个拱顶沉降数据、806个水平收敛数据的基础上,系统分析围岩变形量、围岩变形稳定时间与围岩级别、隧道开挖面积等因素之间的关系。研究表明:隧道围岩变形数据主要集中在低值区间,中高值区间数据较少但分布范围较广,随着围岩级别增大,围岩变形值增大,数据集中区间增大,变形分布区间增大;隧道断面面积对隧道围岩变形影响较大,随着隧道断面面积的增大,变形值增大;实测数据表明,隧道围岩变形与隧道埋深并没有明显的联系;隧道围岩变形稳定时间主要集中在中低值区间,高值区间的数据相对较少,随着围岩级别增大,围岩变形稳定时间增大,分布区间增大。根据统计结果,提出不同围岩级别下,隧道变形的建议控制值以及变形稳定时间参考值。 展开更多

关键词 隧道工程 拱顶沉降 水平收敛 现场监测 统计分析

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浅埋小净距公路隧道围岩压力分布规律 被引量：51

13

作者 孙振宇 张顶立 +1 位作者 房倩 粟威 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期84-94,共11页

为了给小净距隧道设计和施工提供科学依据,并为完善中夹岩墙的加固方法奠定理论基础,首先通过对41座小净距隧道的双洞内侧围岩压力进行统计分析,研究了小净距隧道围岩压力的演化特点,分析了垂直围岩压力与单洞开挖宽度、埋深和净距的关... 为了给小净距隧道设计和施工提供科学依据,并为完善中夹岩墙的加固方法奠定理论基础,首先通过对41座小净距隧道的双洞内侧围岩压力进行统计分析,研究了小净距隧道围岩压力的演化特点,分析了垂直围岩压力与单洞开挖宽度、埋深和净距的关系,讨论了双洞内侧侧压力系数与各工程地质参数之间的关系,并基于隧道实际滑裂面,建立了小净距隧道荷载计算模型,提出了小净距隧道围岩压力的计算方法,通过与实测数据及既有研究成果的对比,验证了该方法的合理性及普适性,并基于以上研究成果提出了小净距隧道围岩稳定性控制方法。研究结果表明:小净距隧道垂直围岩压力与水平压力发展趋势基本一致,水平压力发展速率明显大于垂直压力,稳定时间也较短;水平压力受双洞间的相互影响比垂直压力要大,在施工过程中应重点关注水平方向的应力发展;侧压力系数随净距增加而增大,但随埋深、内摩擦角和黏聚力的增加而减小,并普遍小于规范值;所提出的围岩压力计算式对于复杂小净距隧道具有较好的适应性,并能对施工过程中小净距隧道的围岩压力进行估算;小净距隧道围岩稳定性控制应从合适的施工方法、合理的支护设计以及实时的监控量测3个层面考虑,具体的控制对策应结合围岩条件和工程特点进行实施。 展开更多

关键词 隧道工程 小净距隧道 统计分析 围岩压力 侧压力系数

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