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基于Fourier-Bessel级数展开法,研究深埋圆形三层复合式衬砌洞室在平面P波入射下的动应力集中问题,并给出三层衬砌洞室动应力集中系数级数解析解;依托某IX度地震区管道隧道实际工程,分析不同衬砌刚度组合和厚度组合对洞室动应力集中系数的影响。研究表明:注浆加固洞室围岩和设置减震层都可以降低二次衬砌动应力集中系数;增大围岩注浆区弹性模量和厚度,有利于减小衬砌动应力集中系数,最优围岩注浆区厚度为1倍洞室净空半径;减震层弹性模量降低,减震层厚度增大,二次衬砌动应力集中系数变小,减震层弹性模量宜低于围岩弹模1/20,最优减震层厚度宜取1/50的洞室内净空半径。最后针对实际管道隧道抗减震技术,考虑围岩稳定性,提出"围岩-加固圈-减震层-衬砌"新型减震结构,分析结果表明:对比其他三种抗减震措施,新型减震结构的减震效果最好。 相似文献
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隧道跨越断层区段是地震中最容易发生破坏的区域之一。为研究注浆加固断层破碎带对于跨断层隧道的减震机制与效果,设计了断层内有、无注浆加固的2种模型,采用1-g振动台试验,输入汶川地震动记录,测试隧道衬砌的加速度响应和应变响应时程。分析试验结果发现,跨断层隧道的最大加速度响应和最大Arias烈度均位于断层破碎带与上盘岩体交界处,隧道衬砌最大动应变分布在该交界面侧的隧道拱肩部位和断层破碎带侧的拱底部位;注浆加固可以显著减小该处的加速度响应和Arias烈度,并降低隧道衬砌环动应变沿纵向的差异。通过注浆加固破碎带提升断层内隧道周围的地层物理力学特性以减小隧道纵向地层性质差异,可以有效减小跨断层隧道的加速度放大效应与变形差异。 相似文献
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输水隧道的减震措施研究 总被引：1，自引：0，他引：1
隔震技术是近几十年发展起来的新技术,对地面结构减震效果显著。本文运用Newmark隐式时间积分有限元法并采用粘-弹性人工边界,分析了在输水隧道施工中设置减震层和注浆加固一定范围内围岩这2种方法的减震效果、适用条件及其减震机理。计算结果表明：减震层或加固层的设置均使隧道衬砌应力减小,起到保护隧道衬砌的作用;在较大的范围内注浆加固围岩的办法,对软土中的输水隧道的减震更加有效,它能充分发挥围岩的承载能力;而在围岩与衬砌间设置减震层的办法,对稳定性极好的坚硬围岩中的输水隧道的减震效果更加有效。计算结果可为地震区的输水隧道抗震设计提供依据。 相似文献
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以山岭隧道洞口段为研究对象,通过有限元数值模拟验证在不同注浆加固厚度下的加固效果,结果表明:注浆加固措施对拱顶沉降和最大加速度有一定的影响,随着注浆加固厚度的增大,隧道各个部位的拱顶沉降和最大加速度逐渐减小,最大位移降幅发生在拱顶,最小发生在仰拱;隧道左侧最大主应力整体大于右侧,最大值部位为左拱脚处,这与整个隧道洞口左侧处于浅埋偏压有关;注浆加固围岩能够减小隧道的应力,入射10％超越概率地震波时,除个别监测点外其余部位都有不同程度的降低,左隧道拱顶处降低幅度最大,右隧道为右拱腰处.入射2％超越概率地震波时,双侧隧道各部位都有一定程度的降低,左隧道降低幅度平均值约为15.5％,右隧道约为11.3％;虽然注浆加固措施对山岭隧道洞口段有一定的作用,但降低幅度有限,对于强震区应采用联合加固措施,以保证隧道的稳定性. 相似文献
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以棋盘石穿越断层破碎带段隧道为背景,采用理论计算与数值模拟相结合的方法,对棋盘石隧道在汶川波作用下的地震响应分析进行了系统研究。探讨了断层破碎带衬砌在地震荷载作用下的破坏方式,并且把数值模拟结果与汶川特大地震震害的公路隧道进行对比分析。结果表明:用松动圈折减系数法估算出衬砌最大弯矩和剪力的数值与数值模拟的结果基本一致,验证了MIDAS/GTS-NX模拟隧道地震时程分析的可行性;同时根据对有限元模型进行时程分析的结果,探讨了断层破碎带处衬砌的破坏方式,并提出合理可行的防治及加固措施。 相似文献
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鉴于穿越地震活动带逆断层的铁路山岭隧道易受逆断层滑动的影响,且目前铁路隧道穿越多条活动性断层可供借鉴经验较少的现状。文章采用数值分析方法,对活动逆断层错动下的铰链式衬砌隧道在地震荷载作用下围岩加固方式、超挖设计结构的动力响应进行对比分析。结果表明逆断层错动时,对浅部地层变形的影响范围大于深部,但最大附加变形出现在深部断层面附近,且错距越大其最大附加变形值越大,断层活动对隧道结构安全影响较为显著。注浆加固并不改变衬砌在地震中的震动频谱特性,宜采用施作单层衬砌预留修复空间的设计方案。对于是否超挖设计的两种工况下,衬砌位移变化规律一致,衬砌的震动频谱特性一致。经过监控量测发现支护压应力在埋设2个月左右后趋于稳定。所得结论可为今后类似工程结构设计与施工提供参考。 相似文献
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《世界地震工程》2017,(4)
隧道结构地震破坏的原因众多,几何因素的影响不可忽视。基于有限差分方法,构建一系列数值计算模型,比较了不同埋深、直径、衬砌厚度和径厚比时隧道结构的地震响应特性,并采用相对变形比和内力放大系数定量分析了隧道的变形、内力分布和内力峰值与几何参数间的关系。计算结果表明:内力放大系数随着埋深的增加而减小,埋深大于20m,输入地震动幅值小于0.2g时,隧道拱顶底间相对位移峰值和相同位置处自由场相对位移峰值接近;衬砌厚度对动弯矩的影响较动轴力显著,增加衬砌厚度会显著的增大隧道的动弯矩峰值,但弯矩放大系数随着衬砌厚度的增加而减小;隧道的动内力峰值随着直径的增加而增大,而轴力放大系数则随着直径的增加而减小;径厚比显著影响衬砌结构的内力分布,当径厚比大于10时,隧道结构发生显著的内力偏转。 相似文献
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Hydrogeological parameter is an important index to characterize the hydrogeological properties of the aquifer, and has a clear physical basis and mechanism. Although the predecessors have made significant achievements in these areas, research is lacking on the changing law and relationship of the hydrogeological parameters of well-aquifer system. The digital water level and barometric pressure data of Dadianzi Well are used as the basis in this study. Based on the theories of elastic mechanics, rock mechanics and fluid mechanics, and using barometric pressure coefficient and tidal factor, the hydrogeological parameters in Dadianzi well-aquifer system in undrained conditions are studied. The corresponding water storage rate can also be obtained quantitatively. In addition, with the thickness of the aquifer, the pressure transmitting coefficient, the radius of the well and the frequency of the tidal wave, the permeability coefficient and transmissibility coefficient of well-aquifer system can be obtained, and the relationships between them are derived. The results show that: 1)There is an obvious power function relationship between porosity and solid skeleton volume compression coefficient, volume compression coefficient of water in aquifer, water storage rate, permeability coefficient and transmissibility coefficient. The volume compression coefficient of solid skeleton, water storage rate, permeability coefficient and transmissibility coefficient have a positive correlation with the porosity, the volume compression coefficient of water in aquifer decreases with increasing porosity. The volume compression coefficient of solid skeleton and water in aquifer can be well fitted to one of two quadratic polynomials. And the volume compression coefficient of water in aquifer is larger than the solid skeleton volume compression coefficient, water is more easily compressed. In addition, with the increase of water storage rate, the permeability coefficient and transmissibility coefficient also increase linearly; 2)Different from the traditional pumping test and indoor experiment, this paper uses the digital water level and other data, combined with the pressure coefficient and Venedikov tidal harmonic analysis results to access to the porosity, the volume compression coefficient of solid skeleton and water in aquifer medium, water storage rate, the permeability coefficient and the transmissibility coefficient. This method is simple and accurate. 相似文献
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Chuan Li Meng-Juan Li Yong-Gui Zhao Hao Liu Zhou Wan Jiang-Chun Xu Xiao-Ping Xu Yan Chen Bin Wang 《Journal of Applied Geophysics》2011,73(1):45-48
Ground penetrating radar (GPR) is a time-dependent geophysical technique for measuring the thickness of second lining, which is one of the most important tunnel quality targets. As the wave transmits from air (or the second lining) to the second lining (or the first lining), the Fresnel reflective coefficient is negative, i.e., the phase of reflective wave is reverse to the incident. In the one dimension time-waveform diagram (A-Scan) of GPR, the lining layers are located on the inflexions which are decided by Fresnel reflection coefficients and the attenuation coefficients of electromagnetic wave in the transmission medium. By towing the antenna over the tunnel surface, two dimension scanning data (B-Scan) is constituted by multiple A-Scan channels, where the grey scale is applied to the amplitude values. In the process of exploration, the lining interfaces are separately plotted by connecting each maximum peak point or second maximum peak point of A-Scan. In the Long Hai Tunnel, the artificial recognition provides 15 sampling values on the exploration line from D9 + 015.195 to D9 + 065.195. However, the automatic recognition can provide more information, such as average thicknesses, standard errors of lining thickness and the qualification rates of lining thickness, etc. 相似文献
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Takeshi Chisyaki 《Ground water》1984,22(2):162-167
Confined flow of ground water through a tunnel, which might be encountered in tunneling under the bottom of a sea or river, is numerically analyzed by a reductive finite element method formulated in our research. That is, the rate and potential distribution of the confined flow of ground water through an opening are obtained in connection with the permeability of rock masses, the thickness of covered ground, the location of impermeable bedrock, and other variables. In addition, flow through an opening in the ground with highly permeable masses and discharge of ground water through a tunnel in grouted masses are illustrated, and some useful results for the practical application of tunneling work are obtained. 相似文献
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孔隙海床在波浪荷载作用下其有效应力减小、孔隙水压力增加,这将影响孔隙海床中隧道的稳定性,因此,研究在波浪荷载作用下孔隙海床与隧道的动力响应具有重要的工程意义。本文基于Biot的动力固结理论和弹性动力学理论建立波浪荷载作用下孔隙海床与海底隧道的动力分析模型,并同时考虑海底隧道与海床之间的接触效应、边界效应等对海底隧道内力的影响。最后通过变换海床的变形模量、渗透系数和海底隧道的半径、埋深等,观察其对海床土孔隙水压力和海底隧道内力的影响,为海底隧道的设计提供依据。 相似文献
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本文基于Biot动力固结理论和弹性动力学理论,考虑海床（土壤）的两相性、黏弹性人工边界及流（水）-固耦合作用,建立了隧道-土-流体相互作用的力学模型,讨论了P波作用下有无水的情况以及水深、水域隧道埋深、海床土性质和地震波入射角等因素对隧道及其周围海床应力的影响。结果表明:隧道周围海床土的孔隙水压力和隧道内应力随着水深的增加而增加;地震波特性和海床土特性对隧道的内应力和海床土的孔隙水压力均有较大的影响;海床土的渗透性和隧道埋深对隧道的内应力影响较小,而对隧道周围海床土的孔隙水压力影响较大;地震动的入射角对隧道的内应力和隧道附近土层的孔隙水压力均有较大影响。 相似文献
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工程结构地下水病害电磁雷达检测技术研究 总被引：1，自引：0，他引：1
由于积水病害隐藏在一定厚度的钢筋混凝土层背后,加上积水空洞具体形态的不规则性以及洞内可能充填水分、空气、浆液、土等介质的因素,故其存在相当的复杂性。阐述了采用地质雷达对隧道衬砌质量进行无损检测的原理及方法,并对某隧道进行了健康诊断。通过对现场数据处理分析,可以精确探测衬砌厚度,确定钢筋及格栅钢架的分布位置及数量,查明衬砌背后特别是拱顶存在的空洞和回填不密实区域。同时,应用形态学处理方法对衬砌雷达图像进行特征提取,通过小波处理技术,直观且方便地得到了衬砌边界线和积水区域,发现了衬砌中的异常点。同时,对地质雷达探测结果采用钻孔法进行验证,两者相吻合。实践证明,使用地质雷达对隧道混凝土衬砌结构进行检测是切实可行的。 相似文献
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隧道施工过程中,经常遇到突水、突泥和坍塌等无法预料的地质灾害,给施工安全带来了重大灾难和无法估计的经济损失,为了保证隧道施工安全,对不良地质体的发育情况进行准确及时的超前预报,是当前隧道设计与施工中亟待研究与解决的关键问题.详细介绍了TSP-203超前预测预报原理及方法,针对渝宜高速公路某隧道复杂的地质条件,在施工过程中进行了超前地质预测预报,并对预报结果进行了较为详细的处理和分析,同时根据隧道施工现场高压区富水层等地质情况,对隧道外水荷载计算方法和衬砌设计结构进行了分析.结果表明,预报成果与实际情况基本吻合,有效地指导了隧道施工. 相似文献