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现代隧道技术
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现代隧道技术
2022年 59卷 5期
刊出日期：2022-10-25
理论研究与探讨
数值分析与计算
试验与监测
规划设计与施工
安全防灾与病害整治
理论研究与探讨
1
张 强 1 郑理峰 1 宋 萌 2 李 梅 2 贾朝军 3
基于热力学框架的碳质页岩弹塑性各向异性损伤模型研究
碳质页岩是隧道工程建设中常见的一类脆性岩石，具有典型的非线性各项异性特性，工程建设中面临的关键问题是如何建立合适的本构模型描述该类岩石的复杂力学行为。基于热力学框架建立了碳质页岩的弹塑性各向异性损伤本构模型。该模型中屈服准则采用基于改进的Mohr-Coulomb准则，用于描述应变硬化/软化行为，利用非关联流动法则来控制塑性流动；提出了一种考虑各向异性损伤演化的指数函数形式损伤准则来描述岩石材料力学性能的退化，并基于相互独立的屈服准则和损伤准则函数实现了塑性与各向异性损伤之间的耦合。为了验证模型的有效性，开展了碳质页岩的常规三轴压缩试验研究，通过模型预测结果和试验结果的对比，表明模型可以很好地描述碳质页岩在不同应力水平下的损伤演化规律和非线性力学行为，特别是塑性变形和各向异性损伤耦合行为。提出的模型可嵌入大型有限元/有限差分软件，为隧道围岩稳定安全分析提供理论支撑。
2022 Vol. 59 (5): 1-9 [
摘要
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10
黄忠凯 1 张冬梅 1 周文鼎 1 程屹歆 1 仝 跃 2
基于贝叶斯网络的盾构隧道横截面变形预测方法
盾构隧道横截面变形是影响隧道安全运营的重要因素，目前尚缺乏合理考虑多源不确定性的横截面变形预测方法，同时也忽视了钢筋锈蚀对其变形的影响。首先，根据钢筋腐蚀影响建立了管片刚度退化模型；然后，采用均质圆环法建立了基于贝叶斯网络的隧道管片横截面变形预测模型；最后，利用监测数据及马尔科夫链蒙特卡罗模拟方法对模型进行更新和验证。研究结果表明，经过贝叶斯网络模型更新后，模型预测的结果与监测值更为接近，其中2013年的模型后验预测结果与实测值完全一致，2015年的模型预测值与实测值的误差仅为1.6%。而贝叶斯网络更新前，2013年及2015年的预测误差分别为21.1%及21.9%，可见当融入从实测数据得到的信息时，贝叶斯网络的预测结果与实际监测数据更为符合，提高了模型预测精度。
2022 Vol. 59 (5): 10-17 [
摘要
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18
杨振华
浅覆土接收盾构隧道环间压力分布规律研究
盾构隧道覆土厚度是决定盾构隧道环间压力的重要因素。采用浅覆土接收的盾构隧道在接收端附近区间覆土较薄，环间压力较小，继而会影响隧道环缝的防水性能。通过建立并求解盾构隧道纵向受力变形的数理模型，研究了浅覆土接收条件下盾构隧道环间压力的分布规律，并探讨了浅覆土接收盾构隧道与常规接收盾构隧道环间压力分布规律的异同；在此基础上提出了增大浅覆土接收盾构隧道环间压力的构造措施及其设计方法，并以上海市某在建越江隧道为背景，探讨了其在实际工程中的应用。研究结果表明，浅覆土接收盾构隧道环间压力随管片与接收端距离的增大而增大，在浅覆土接收端最小，变厚度覆土区与常厚度覆土区分界点处环间压力达到环间压力极限值的70%；背景工程中常规接收隧道分界点处环间压力约为浅覆土接收隧道环间压力的1.21倍；在靠近接收端一定范围内的管片中可设置环间预紧力螺栓，以增大环间压力。针对背景工程，需在浅覆土接收端附近约24环管片中设置预紧力螺栓。
2022 Vol. 59 (5): 18-26 [
摘要
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27
裴鲁光 1 傅鹤林 2 喻能根 1 于 归 2 侯伟治 2
曲线盾构隧道掘进引发机场地下油管沉降变形分析
机场磁浮盾构隧道掘进过程会对机场跑道和地下油管产生扰动，严重时会影响机场安全运营，造成重大经济损失。为揭示机场磁浮曲线段盾构隧道掘进过程中引发的地下油管变形扰动效应，采用理论计算、数值模拟及现场监测的方法，研究曲线段盾构隧道下穿引起地下油管的沉降变形。结果表明：盾构机在曲线段掘进过程中，地下油管横向沉降槽将会偏离隧道中轴线，在曲线隧道内侧的地下油管沉降明显大于曲线隧道外侧的地下油管沉降；盾构开挖面附加推力t、盾壳摩阻力f以及附加注浆压力g导致地下油管沉降的横向分布呈“U”型，盾壳摩阻力和地层损失是显著影响因素；三种方法下的地下油管变形结果相近，验证了理论计算方法的正确性和适用性。
2022 Vol. 59 (5): 27-33 [
摘要
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34
杜红劲 1 熊 昊 2,3 周 浩 1 曾德祺 4
TBM渣石真实形状重构及运载过程模拟
开槽数、刀盘转速和颗粒形状是影响TBM渣石运输能力和稳定性的主要因素。在TBM渣石运输研究中通常将渣石简化为刚性球形颗粒，从而忽略了颗粒实际形状对运载过程的影响。为了在数值模拟中模拟TBM渣石的真实形状，采用了近景摄影、颗粒形状定量分析提取了真实渣石的颗粒形状特征。依据颗粒形状特征，利用颗粒重构技术对具有真实颗粒形状的渣石进行三维重构，并将重构渣石形态导入离散元软件程序，生成具有不规则形状的真实渣石集合，构建了TBM渣石运载模型，实现了具有真实颗粒形状特征渣石的三维运输过程模拟。除此以外，通过提出的数值模拟方法定量分析TBM刀盘的转速和开槽个数对于TBM渣土转运能力的影响，研究结果对实际工程中TBM的刀盘开槽个数设计以及渣石转运的TBM操作具有一定指导意义。
2022 Vol. 59 (5): 34-40 [
摘要
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数值分析与计算
41
雷中岱 1,2 孔新立 3 王文烨 3 闫治国 1,2
大跨度扁平隧洞围岩松动圈数值模拟研究
从隧洞松动圈扩展规律的研究角度出发，采用FLAC 2D软件对四种不同跨度的扁平隧洞进行了变埋深整体式开挖的数值模拟，以极限拉应变准则作为围岩松动圈的判断标准，进行了相应的松动圈扩展规律分析。研究结果表明：（1）四种不同跨度洞室松动圈主要分布在拱部围岩，侧壁没有明显松动，当跨度增加到68 m时，松动圈增幅明显增加；（2）随着隧洞埋深的增加，松动圈的范围呈现先增加后减小再增加的趋势；（3）隧洞跨度的增加，扁平化程度的加剧，导致松动圈减小阶段出现所需的埋深条件增加。四种不同跨度隧洞具有不同的最佳埋置深度，可为实际工程的设计施工提供参考。
2022 Vol. 59 (5): 41-46 [
摘要
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47
李春林 1 张西文 2，3 刘广森 2，3 刘俊岩 2，3 刘 燕 2，3 孙文昊 4 张亮亮 4 何应道 4
循环荷载作用下大直径盾构隧道力学变形特性研究
盾构隧道在运营期受循环往复车辆荷载作用会发生应力集中和塑性应变累积，导致隧道结构容易出现疲劳损伤和开裂变形。采用ABAQUS有限元软件和混凝土塑性损伤本构模型（CDP）建立了双层盾构隧道数值计算模型，分析隧道管片、内部结构和连接螺栓的内力和变形规律。结果表明，隧道管片和内部结构的内力在循环往复荷载作用下呈现周期性变化，随着荷载作用次数的增加，隧道管片和内部结构的塑性应变区增大，内部结构路面层的竖向位移逐渐增大；内部结构连接螺栓随着循环荷载作用同样呈周期性变化，内力最大值出现在连接螺栓的中间部位，且靠近荷载作用位置处的连接螺栓轴力较大；管片结构在土层压力和车辆荷载共同作用下，在拱底和拱腰处发生应力集中，出现明显的塑性变形。
2022 Vol. 59 (5): 47-53 [
摘要
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54
赵森森 张冬梅 黄忠凯
大直径盾构隧道分布式凹凸榫受力特性
为探究大直径盾构隧道管片错台过程中分布式凹凸榫的抗剪作用及剪切破坏机理，依托佛山市季华路西延线顺德水道隧道工程，建立数值模型，分析凹凸榫在不同剪切方向、不同尺寸下的受力特点、破坏模式及抗剪承载力。基于此，建立分布式凹凸榫径向抗剪承载力计算模型。研究表明，分布式凹凸榫可限制错台，提高环缝抗剪能力，抑制斜螺栓进一步屈服和混凝土的进一步损伤；径向剪切时由于凸榫根部受压损伤严重导致承载力下降，高厚比k小于6时，凸榫有被整体剪切破坏的趋势，切向剪切时由于应力集中导致凹凸榫局部受压破坏；力学模型计算结果和数值模拟结果相符，可为分布式凹凸榫尺寸设计提供参考。
2022 Vol. 59 (5): 54-62 [
摘要
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63
崔庆龙 1 李 金 1 高斌勇 2 熊欣悦 2
大直径盾构隧道管片纵缝三斜螺栓接头力学特性研究
基于精细化数值模型研究大直径盾构隧道管片纵缝三斜螺栓接头在不同轴压下的力学特性，揭示了接头裂缝分布情况、接头竖向位移、张开量、转角和抗弯刚度等参数随接头弯矩的变化规律。结果表明：在正弯矩的作用下，管片裂缝分布有受压裂缝、内缘手孔处沿宽度贯通拉裂缝、接缝面螺栓孔的拉裂缝以及侧边的斜裂缝，而受压裂缝和接缝面螺栓孔处的拉裂缝也存在于负弯矩作用下的模型；管片出现两条沿宽度方向贯通裂缝的现象，对应接头竖向位移、混凝土压应变和接头张开量3个力学特性曲线的拐点，曲线随弯矩增加由近似线性变化转为非线性剧变，混凝土出现压溃时接头转角变为非线性变化，轴力的增加会延迟裂缝贯通现象的出现；螺栓应力随接头弯矩呈线性增长阶段、非线性增长阶段和屈服阶段；螺栓应力增长速率受弯矩和轴力的影响，接头抗弯刚度初始无明显变化，随后呈非线性下降，轴力越大接头抗弯刚度越大。
2022 Vol. 59 (5): 63-71 [
摘要
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72
李翔宇 1,2 李新源 3 李明宇 4 杨 潇 5 黄 沛 6
不同程度渗漏水对盾构隧道长期沉降影响规律研究
针对软土地区盾构隧道日益突出的长期沉降问题，以上海地铁2号线工程为研究背景，考虑土体固结与渗流耦合，采用FLAC 3D数值模拟方法研究了施工扰动后黏弹性土体中隧道在不同渗漏工况下的长期沉降规律，并综合分析了不同程度渗漏水对隧道周围土体超孔压的消散、孔压分布、隧道和地面长期沉降的影响规律。研究发现，当隧道衬砌发生渗漏时，随着时间的增长，超孔隙水压力不断消散，消散速度随距隧道的距离由近到远逐渐变小；相对渗透系数越大，隧道衬砌的透水能力越强，经过相同时间其孔压的降低也越明显；隧道沉降随时间持续增大，相对渗透系数越大，在相同时刻的隧道沉降则愈大，形成的地面沉降槽曲率也越大。
2022 Vol. 59 (5): 72-79 [
摘要
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80
卢小刚 1 耿建宇 1 庞 雷 1 范金海 1 李良勇 1 方亚彪 2,3 王 峰 2,3
无中导洞法双连拱隧道后行洞施工力学行为及参数优化分析
为研究无中导洞法双连拱隧道后行洞施工力学行为及支护时机、空间效应的影响，以宜金高速黄角坪隧道工程为依托，采用数值计算方法，对后行洞不同开挖进尺、不同台阶长度和不同左右导洞掌子面错距等参数进行深入研究，进一步分析这些参数对后行洞围岩位移、初期支护受力特征和先行洞二次衬砌受力特征的影响。结果表明：随着开挖进尺、台阶长度和左右导洞掌子面错距的增大，后行洞的围岩位移、初期支护主应力和先行洞二次衬砌主应力均显著增大；台阶长度和左右导洞掌子面错距对后行洞初期支护和先行洞二次衬砌主应力的影响非常显著，在实际施工中应严格控制。
2022 Vol. 59 (5): 80-90 [
摘要
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91
安永林 1 郭晋东 1 周 进 1 胡 伟 1 董晨阳 2 向 晖 2 戴 岭 2
局部超挖汇水下隧道支护结构受力特性
隧道局部超挖汇水增加了支护结构的承载负担，容易造成支护结构开裂、渗漏水，从而影响隧道施工安全。基于此，为了研究汇水压力对隧道支护结构变形特征、应力特性、内力变化的影响规律，以富水地段隧道开挖为背景，通过数值仿真研究5种外水压力工况下，同一断面内不同位置的隧道支护的应力及位移。结果表明：超挖部位汇水后，支护结构受沿隧道轮廓环向分布的外水压力会产生沿外水压力方向的位移，主要影响范围在超挖汇水部位。在拱顶和拱肩超挖时汇水部位产生应力集中现象；边墙超挖时最大主应力逐渐减小，最小主应力逐渐增大。外水压力只对汇水部位的内力产生影响，外水压力的增加会使轴力逐渐变大，弯矩逐渐减小。此外，拱顶超挖汇水时，拱顶弯矩逐渐由负弯矩变为正弯矩。研究成果可为富水段隧道围岩变形的控制以及支护结构的补强措施提供参考。
2022 Vol. 59 (5): 91-98 [
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99
汪 微 1，2 李献民 1 孙新海 1，2
互层软质岩隧道系统锚杆支护效用数值模拟研究
依托重庆高速公路某隧道工程建立地层结构法数值计算模型，对深埋Ⅳ级软质岩互层隧道系统锚杆的效用开展仿真分析研究，重点考虑系统锚杆布设范围及锚杆长度影响因素，将隧道初期支护结构锚杆设置分为6种工况，对比分析了各工况隧道围岩变形及塑性区、锚杆轴力、初期支护轴力表现出的特征。研究表明：（1）系统锚杆轴力较小，对围岩变形、支护结构受力及围岩塑性区发展均有一定的控制效果，但支护功效不明显；（2）隧道边墙设置的锁脚锚杆发挥效用较大且控制围岩水平收敛变形效果明显，因此取消施作系统锚杆的前提务必保证锁脚锚杆施作质量；（3）对于深埋泥岩、砂岩互层的Ⅳ级软质围岩隧道工程，通过科研试验段论证和工程类比验算满足规范要求的技术安全条件，软质岩隧道中的系统锚杆可以取消；（4）系统锚杆在深埋Ⅳ级软质岩互层隧道中的效用不明显，取消施作系统锚杆可减少施工工序，且有利于围岩和初期支护及时封闭和隧道结构受力变形控制。
2022 Vol. 59 (5): 99-107 [
摘要
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108
刘星辰 1,2 黄 锋 1,2 周 洋 1,2 杨 冬 1,2 胡 政 3
高温隧道隔热层厚度优化及衬砌热力耦合响应分析
衬砌作为隧道的主要承载结构，其热力耦合响应规律在高温隧道隔热衬砌研究中至关重要。以高温隧道为背景，基于现场温度监测与材料热物理参数测试数据，围绕着隔热衬砌特点与通风降温要求建立ANSYS热力耦合分析模型，揭示高温隧道施工通风调热特征，优化聚氨酯隔热层喷涂厚度，探讨二次衬砌结构的热力耦合响应规律。研究表明：隔热衬砌各层导热介质的热物理力学参数具有显著的温度效应，发泡聚氨酯的导热系数随温度的升高呈非线性增大趋势，而灰岩与混凝土的导热系数变化趋势则与之相反；三者的单轴抗压强度、变形模量均受高温影响而减小，峰值应变则随温度的升高而增大。施工通风环境中，隧道围岩温度及调热圈半径均随时间的累计而降低并逐渐趋于稳定。热力耦合作用下，二次衬砌结构主应力极值的敏感温度、主应力极值位置偏移临界温度均与二次衬砌结构温度的安全阀值（50 ℃）一致。
2022 Vol. 59 (5): 108-117 [
摘要
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236
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118
李 冰 1 叶爱军 1 崔鹏杰 1 赵树磊 2 郭 春 2
特长瓦斯隧道多作业面施工通风流场研究
针对特长瓦斯隧道多工作面施工通风流场问题，以阳宗隧道为依托工程，采用数值模拟软件Fluent对隧道左右洞、横通道及平导处通风流场及瓦斯运移规律进行分析，并结合现场实测数据进行验证。结果表明：通风流场在通风10 min后处于稳定状态，稳定流场状态下的隧道右洞通风流场分为冲击射流区、涡流区及回流区，而由于隧道左洞风筒距离隧道壁面相对较远，在风筒近壁面侧也会形成涡流区，施工过程中，风筒应紧贴隧道壁面；稳定后的隧道内左右洞、横通道及平导处风速均大于0.5 m/s，满足隧道现场施工要求；通风初期，瓦斯主要集中在掌子面区域，掌子面处风筒对侧拱顶瓦斯浓度明显高于其他区域；隧道左右洞掌子面处瓦斯浓度变化趋势为先缓慢上升，而后骤降，掌子面区域瓦斯浓度变化主要求取决于掌子面瓦斯浓度涌出强度。
2022 Vol. 59 (5): 118-124 [
摘要
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273
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125
韩 超 1 高一民 2 周广杰1 张 磊 1 柳 献 2
超大截面顶升立管受力特性研究
垂直顶升工法施工过程中，结构安全性的一个重要控制因素为垂直工法的开口大小。开口立管的半径与原隧道的半径比越大，开口后对结构的安全性影响越大。以某取排水工程采取的超大截面顶升立管开口施工过程为背景，将动态施工过程转化为模拟工况，通过数值模拟，研究超大截面顶升立管的结构受力特性。结果表明：（1）施工过程中结构可能产生的两种变形趋势，其一为顶升工况下结构的整体下沉趋势，其二为开孔工况下开孔环的竖鸭蛋变形趋势；（2）顶升工况下开孔环底部轴力大幅减小。最大拉力达到400 kN，开孔环的变化趋势大于闭孔环。未通水工况与满水工况的内力情况类似于初始工况；（3）环缝剪切以开孔环与闭孔环环间为主。顶升工况下最大径向剪切力达到30 kN/m，开孔工况下环间径向剪切力达到60 kN/m；（4）施工过程中开孔工况为该施工过程的控制工况；（5）顶升工况和开孔工况下应对环缝进行验算设计。
2022 Vol. 59 (5): 125-135 [
摘要
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268
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136
鞠海燕 1 刘星星 1 周 杨 2 万 灵 3，4 刘 艳 1
基于正交数值试验的SMW工法桩参数反分析优化
采用有限元软件建立分析模型，研究基坑开挖对邻近隧道水平变形的影响，分析SMW工法桩桩体插入比、内插型钢间距、内插型钢型号、水泥土桩径、钢支撑预加轴力5种因素对邻近隧道变形的影响规律，结合正交试验将影响程度可视化，并采用回归法反分析优化SMW工法桩设计参数。研究结果表明：改变SMW围护结构内插型钢型号对邻近隧道变形影响很小，桩体插入比在超过2.0后，围护桩插入深度的增加对隧道水平位移影响较小；水泥土桩径对邻近隧道水平变形的影响最大，钢支撑预加轴力次之，桩体内插型钢间距的影响也应当予以重视，桩体插入比在1.0~2.5之间时可视为影响邻近隧道水平变形的非主要因素；在正交试验基础上采用回归法拟合回归方程反分析计算最优参数组合是可行的，且得出的参数组合较正交试验的更为优越。
2022 Vol. 59 (5): 136-143 [
摘要
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259
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试验与监测
144
朱瑶宏 1 高一民 2 柳 献 2
深埋机械法联络通道主隧道结构响应研究
机械法联络通道为各类地下结构的快速连通提供了新思路，是一种具有较强可行性与应用前景的工法。目前的试验研究已证明了该工法在中埋条件下的适用性，为了探讨深埋条件下该工法的适用性，开展了深埋足尺结构主隧道开孔全过程的模拟试验研究，分析得到了主隧道管片和接缝的响应特征，明确了深埋条件下隧道结构的传力特征和破坏过程。得到的主要结论如下：（1）深埋条件下隧道开孔的环内结构响应变化主要集中在拆撑工况，主要的结构响应集中在开孔环的悬臂端和隧道顶部；（2）深埋条件下隧道开孔的环间结构响应变化主要集中在切削工况和拆撑工况。切削工况下，环间结构响应为一局部环间结构响应；拆撑工况持荷阶段，环间结构响应扩展到整环；（3）深埋条件下主隧道结构的破坏过程可分为两个阶段，拆撑工况前，割除钢套筒后，悬臂效应发生，全开孔环与半开孔环的环间承载力达到极限。拆撑工况持荷阶段，全开孔环发生破坏，并通过环间传递将荷载依次传递到邻近环；（4）最终状态下，全开孔环达到承载力极限，而其余环尚处于弹性阶段。实际工程中结构相较于试验偏安全，但仍要对开孔环以及靠近开孔位置的环缝位置进行特殊设计和施工。
2022 Vol. 59 (5): 144-154 [
摘要
] (
238
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499
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154
肖明清 1,2 薛光桥 1,2 赵明应 1,2
采用快速连接件的盾构隧道纵缝接头受力性能试验研究
盾构隧道由装配式衬砌管片和连接件组成，管片接头是盾构隧道受力性能的薄弱部位，接头形式对盾构隧道受力性能的影响较大。目前国内常用螺栓作为盾构隧道的连接件，如直螺栓、斜螺栓等，对快速连接件的研究和应用案例较少。基于此，以采用快速连接件的盾构隧道纵缝接头为研究对象，通过足尺接头压弯试验探究快速接头的转角刚度、极限承载力参数设计，分析快速接头的破坏模式和受力性能变化规律。试验结果表明，快速连接件纵缝接头具有较高的转角刚度和良好的受力性能。
2022 Vol. 59 (5): 154-162 [
摘要
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242
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163
毕湘利 1 王秀志 1 张中杰 2 潘伟强 3 焦伯昌 4 柳 献 4
束合管幕结构侧部卸载工况下受力性能足尺试验研究
为研究束合管幕结构的力学性能和受力薄弱点，开展了四分之一结构的足尺试验，保持顶部4倍设计埋深对应荷载不变，进行侧部的卸载工况研究。结果表明，随上部与侧部荷载差值的增大，侧部结合缝脱开、结构变形及预应力筋应变增速均显著增加；侧部完全卸载后，结构有明显变形，但仍具备一定的承载能力；整个试验过程中，结构刚度变化为先降低再增大最后大幅降低，最终为初始刚度的36%。
2022 Vol. 59 (5): 163-169 [
摘要
] (
262
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2887KB] (
409
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170
朱叶艇 1,2 龚 卫 1,2 秦 元 1,2 袁向华 1,2 吴文斐 1,2 章博雅 1,2 朱雁飞 1
基于目标总推力矢量的盾构推进油缸压力闭环控制技术
以盾构矢量推进为目的，解决因顶力缺失造成盾构失稳、姿态偏离的问题，提出一种以推进系统全油缸全控为前提、以目标总推力矢量为基础的推进油缸压力闭环控制技术，分别给出了一种全油缸自由分区推进和缺失顶力自补偿推进的推力矢量控制计算方法，并通过构建大型模型试验平台对该技术可行性进行验证。试验结果表明：两种推进试验过程中，推进油缸目标压力变更的瞬间实际压力受比例减压阀性能影响存在响应延迟的现象，但整体上实测压力控制在目标值±4%范围，推进系统总推力矢量整体维持稳定；全油缸自由分区推进过程中盾构推进速度和盾构姿态控制效果较佳，部分油缸缩回后出现因推进泵流量输出固定导致的盾构机加速现象，且由于油缸压力响应延迟以及流量供给不均匀造成盾构姿态突变的情况，恢复到全油缸推进状态后盾构推进速度和姿态偏差均恢复到初始值状态；缺失顶力自补偿试验全过程中，试验机推进速度控制在初值的±3 mm/min范围，盾构姿态偏差整体控制在初值的-6~+4 mm范围。
2022 Vol. 59 (5): 170-178 [
摘要
] (
266
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384
)
179
莫伟樑 1 杨雨冰 1 林越翔 2,3 卢明健 1
基于OFDR技术的盾构隧道管片错台变形测量与计算方法
采用一种新型的光频域分布式光纤传感技术（OFDR），沿纵向定点布设光纤，对隧道管片在加载条件下的错台变形进行室内模型试验研究，改进已有的错台变形定量计算方法，并将光纤应变计算值与百分表实测值进行对比分析，同时探究定点距离对错台监测结果的影响。结果表明，OFDR能够精确地反映监测部位的应变，揭示管片错台变形的规律；改进的算法能够较为准确地计算出管片错台变形量，与实际工程的监测值具有可比性；随着定点距离的增大，光纤应变计算的错台变形量也增大。
2022 Vol. 59 (5): 179-187 [
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188
戴开来 1,2 王 峰 1,2 朱 磊 1,2 曾艳华 1,2
公路隧道内汽车移动光源动态照明效果研究
对汽车移动光源进行照明试验，并采用三维仿真模拟方法对汽车移动光源照明、隧道灯具照明及汽车移动光源与隧道灯具动态叠加照明工况下的隧道照明效果进行研究。结果表明：汽车移动光源较远区域的路面亮度衰减明显，汽车移动光源纵向有效照明范围为20 m，横向有效照明范围为3.75 m；在设置的照明条件下，灯具照明的右行车道中线最大亮度为1.6 cd·m-2，汽车移动光源照明的右行车道中线最大亮度为5.6 cd·m-2，汽车移动光源与灯具叠加照明的右行车道中线最大亮度为7.1 cd·m-2；叠加照明的行车道中线最大亮度相较汽车移动光源照明增加27%，相较灯具照明增加超过300%。
2022 Vol. 59 (5): 188-194 [
摘要
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195
贺创波 1,2,3 许 超 1,2,3 杨 钊 1,2,3 刘朋飞 1,2,3 郑甲佳 4 高如超 1,2,3
考虑沟槽边界和粘贴质量的管片密封垫防水性能研究
针对底部平型和梳型橡胶密封垫结构，采用有限元软件建立三维计算模型，开展密封垫沟槽、粘贴质量对密封垫防水性能影响研究，探究密封垫防水薄弱点，并开展模型试验进行验证。研究表明：（1）橡胶密封垫压缩过程中易向两侧管片间隙中变形，使沟槽内实际面积减小，降低密封垫防水能力。（2）底部梳型密封垫粘贴固定时，密封垫间接触面是接头防水薄弱点；当未粘贴时密封垫间接触应力与粘贴固定时相比降低了25.8%，防水薄弱环节为密封垫底部与沟槽接触面。（3）平型密封垫在未粘贴的情况下，压缩过程结构也较为稳定，粘贴质量对密封垫防水性能影响较小。
2022 Vol. 59 (5): 195-201 [
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安全防灾与病害整治
202
章庭瑞
大型盾构隧道火灾高温特性及力学行为研究
由于空间环境封闭，隧道火灾常具有升温快、持续时间长、温度分布不均匀等特点，极易造成隧道衬砌受热损伤破坏，导致结构力学性能大幅衰减，严重影响隧道运营的安全性及可靠性。针对该问题，以某大直径盾构隧道工程为背景，建立了三维精细化有限元模型，研究了不同火灾场景下隧道内温度场分布规律及结构变形、内力随时间发展规律。结果表明：（1）受到热边界条件的影响，火灾发生后隧道内温度场分布出现明显的分区现象；（2）火灾工况下衬砌圆环的变形模式由荷载效应及热膨胀效应共同决定，两种因素的作用效果受火灾规模及火灾时间的影响；（3）火源影响区域内各管片内外两侧受力较大，衬砌内侧钢筋对结构受力贡献较大，但随着火灾发展，管片及钢筋的应力分布均出现显著变化。
2022 Vol. 59 (5): 202-211 [
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212
段 炼 1 李永恒 2 伍江航 1
硫酸盐环境大面积腐蚀隧道衬砌结构稳定性评价
隧道衬砌结构服役现状的稳定性评价是开展维修加固的关键依据。依托HTG隧道工程实例，建立了基于荷载-结构法的大面积腐蚀隧道衬砌结构计算模型，并针对不同衬砌腐蚀深度和腐蚀范围对隧道衬砌结构受力状态和安全系数分布特征开展了多工况计算分析。结果表明，当隧道衬砌发生大面积腐蚀后，衬砌结构的轴力变化较小，结构内力的变化主要体现在衬砌弯矩的变化上，进而导致衬砌单元的偏心距增大；隧道边墙和拱脚位置属 于发生腐蚀的危险区域，当该处衬砌发生大面积腐蚀后，隧道衬砌的危险截面数量较多，隧道衬砌的整体结构稳定性面临危险。在此基础上，进一步将隧道衬砌划分为5个子系统组成的串联结构体系，提出了基于截面安全概率的腐蚀隧道衬砌结构安全性评价等级分级计算方法，并将其应用至HTG隧道工程中，获得了该隧道衬砌在不同位置发生硫酸盐腐蚀后的安全概率及安全等级，可为后续隧道衬砌的维修加固提供依据。
2022 Vol. 59 (5): 212-220 [
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221
张建峰 1 郑晓悦 2 于国亮 1 施成华 2
富水炭质千枚岩隧道突涌水灾变机制及防控措施研究
玉磨铁路甘庄隧道4#斜井小里程段穿越富水炭质千枚岩层状地层时，发生严重的突涌水事故，围岩软弱、富水、破碎且变化频繁。通过对现场富水环境和地层条件的调查，结合突涌水灾害特征及腔体形成演化规律，从能量储存、能量释放和施工扰动触发3个阶段说明隧道产生突涌水的灾变机制，指出隧道突涌水破坏机制包括弯曲破坏、剪切破坏和渗透破坏3个方面；提出富水炭质千枚岩隧道突涌水防控流程和具体控制措施，明确了隧道风险段落确定方法和突涌水控制方法，包括预注浆方案及密排中管棚、局部超前注浆等加固措施。现场应用情况表明，隧道突涌水病害得到治理，突涌水防控措施能有效控制围岩突涌水影响，保证隧道结构安全稳定。
2022 Vol. 59 (5): 221-227 [
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规划设计与施工
228
魏龙海 1 王 秒 2 吴树元 1
南京建宁西路越江隧道总体设计与关键技术
南京建宁西路过江通道位于城市核心区，越江段采用双洞六车道大直径盾构隧道方案。结合项目特点，从平面、纵断面及横断面等方面，对隧道总体设计方案进行探讨；并通过理论分析、数值计算及工程类比等方法，对盾构穿越长江堤防抗滑群桩、长距离穿越软硬不均复合地层、穿越浅覆盖粉细砂层及近接既有建（构）筑物掘进等设计施工关键技术问题进行系统研究，优化设计方案，使项目总体功能和施工运营的安全性达到最优。
2022 Vol. 59 (5): 228-236 [
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于国亮 1 娄义黎 2,3 吴国鹏 1 施成华 2,3 郑可跃 2,3
高地应力下顺层偏压隧道开挖变形控制技术研究
中老昆万铁路甘庄隧道在施工过程中出现高地应力顺层偏压大变形，引起了隧道初期支护开裂、掉块、侵限等问题。针对甘庄隧道大变形问题，基于三台阶开挖法，提出变种短台阶施工控制技术，并采用块体离散元软件3DEC开展不同台阶高度和长度下隧道开挖数值模拟。结果表明，台阶参数对顺层偏压隧道变形影响显著，中台阶高度从4 m减小至2 m，隧道变形收敛急剧减小；当中台阶长度小于15 m时，增大中台阶长度，隧道变形收敛 逐渐减小，当中台阶长度大于15 m，隧道变形收敛趋于稳定，变形收敛稳定在21 cm左右。对于甘庄隧道顺层偏压段中台阶高度应设置在2 m左右，长度应控制在15 m以上，现场监测数据表明该施工控制技术在甘庄隧道取得了良好的变形控制效果。
2022 Vol. 59 (5): 237-245 [
摘要
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欧阳鸿志 1 朱定桂 2 安 斌 3 施成华 2
富水砂层盾构隧道下穿独立浅基础铁路桥加固方案比选研究
为保证富水砂层中盾构隧道下穿独立浅基础铁路桥的施工安全，以南昌地铁4号线下穿京九铁路青山路立交桥为工程背景，采用工法比选、数值分析、现场监测等方法，提出了地表注浆和现浇筏板基础框架涵的加固措施，分析了轨道沉降规律，验证了加固措施的有效性。研究结果表明：在盾构隧道下穿施工前，采用地层注浆和现浇筏板基础框架涵对铁路桥进行加固，实现对轨道沉降的控制，是合理且有效的；相较于不采取任何加固措施的工况，轨道沉降最大值为1.88 mm，减少了83.53%；现场监测结果显示，采取地表注浆和现浇筏板基础框架涵加固后轨道沉降最大值为1.45 mm，验证了数值分析结果的正确性和加固措施的有效性，保证了京九铁路干线的正常运营。
2022 Vol. 59 (5): 246- [
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现代隧道技术
编 辑 部 公 告
关于召开“一带一路”西北国际智能交通发展大会高峰论坛暨交通产业博览会的通知
《现代隧道技术》编辑部声明
“全国公路科普教育基地公路节能照明与安全防灾新材料试验室科普传播委员会”暨“安徽中益新材料科技有限公司专家技术委员会”在皖成立
国际隧协2018颁奖大会璀璨落幕 中国力压群芳收获五大奖项
《现代隧道技术》编辑部公告
《现代隧道技术》编辑部声明
《现代隧道技术》杂志专栏征稿启事
2020 中国隧道与地下工程大会（CTUC） 暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第二十一届年会征文通知
2019 年第十届全国运营安全与节能环保的隧道及地下空间科技论坛（1 号通知）
关于启用“科技期刊学术不端文献检测系统”的通知
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本 刊 广 告
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