[an error occurred while processing this directive]
现代隧道技术
　
    首 页  |  期刊介绍  |  编委会  |  理事会  |  投稿指南  |  期刊订阅  |  广告合作  |  联系我们  |  下载中心  |  English
　

在线办公系统

　
 　 作者投稿
 　 作者查稿
 　 专家审稿
 　 编委审稿
 　 编辑办公
 　 主编办公
　

期刊在线阅读

　
 　 最新录用
 　 当期目录
 　 下期目录
 　 论文检索
 　 过刊浏览
 　 论文下载排行
 　 论文点击排行
 　 Email Alert
 　
　

微信二维码

　
　 　
文章快速检索  
  高级检索
现代隧道技术
 
2025年 62卷 5期
刊出日期：2025-10-30
绿色智能建造
理论研究与探讨
数值分析与计算
试验与监测
新型材料与设备
综述
   
综述
1 陈志新1 肖勇卓2 蔡永昌3 张运波2
基于图机器视觉的山岭隧道掌子面节理裂隙检测方法研究进展综述
图机器视觉技术因其简便、高效的特点，在隧道掌子面节理裂隙检测中具有显著优势。围绕数字图像处理和深度学习两种主流方法，系统综述其研究进展。首先，详细阐述数字图像处理方法在隧道节理裂隙检测中“图像预处理-节理裂隙分割-骨架提取”各环节具体采用的算法，总结其在隧道复杂环境下存在的局限性；其次，分析深度学习方法中常用的分类模型与语义分割模型在该任务中的应用场景；然后，阐释掌子面真实尺寸的计算方式以及节理裂隙产状参数、迹线长度、间距和分组的计算方法；最后，提出未来应以语义分割模型为主干，融合数字图像技术的骨架化计算方法，深化图像三维重建理论研究，提升节理裂隙三维特征的计算效率，提高检测精度，推动图机器视觉技术更好地服务于隧道施工建设。
2025 Vol. 62 (5): 1-12 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 3927KB] ( 60 )
理论研究与探讨
13 詹鸿祥 陈子全 汪 波 周子寒
高地应力软岩隧道复合式衬砌结构体系荷载时效演变及转移传递机制研究
为研究高地应力软岩隧道围岩压力演变规律及其在复合衬砌结构中的传递路径，依托成兰铁路茂县隧道，提出一种考虑围岩损伤演化与支护结构强度退化效应的荷载理论解析方法。综合现场实测数据，分析高地应力软岩隧道采用单层与双层初期支护方案下荷载的演变规律，揭示围岩损伤与支护退化之间的耦合机制，并阐明挤压性荷载在围岩-支护结构体系间的时效转移过程。研究结果表明：围岩流变损伤行为与支护构件性能时效劣化共同导致挤压荷载从初期支护逐渐向二次衬砌转移，致使二次衬砌荷载分担比逐渐增加；理论计算表明，单层与双层初期支护方案下二次衬砌荷载分担比分别为69%和49%，多层支护有利于控制围岩压力向二次衬砌的转移；提高初期支护刚度、降低二次衬砌刚度及适当滞后二次衬砌施作时机，有助于降低二次衬砌的荷载分担比，从而抑制长大深埋隧道围岩压力在复合式衬砌结构体系中的时效转移传递。
2025 Vol. 62 (5): 13-24 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 6770KB] ( 61 )
25 黄忠凯1 武艺群1 张冬梅1 王青志2
基于易损性曲线的深埋隧道抗震韧性分析
深埋隧道抗震性能直接影响城市的韧性水平与灾后的恢复能力。传统抗震分析多侧重于结构强度破坏，而基于易损性曲线的韧性评估方法能够量化隧道在不同地震强度作用下的损伤概率及功能损失，为隧道全寿命周期抗震性能优化设计提供依据。文章以软土地区深埋盾构隧道为研究对象，采用混凝土损伤本构模型模拟隧道衬砌材料，考虑不同地震特性，基于有限元软件建立土体-结构相互作用下的深埋隧道二维动力数值模型；通过增量动力分析方法，研究不同地震强度作用下隧道内力与变形的动态响应规律；在此基础上，以地表峰值加速度为地震动强度指标，以隧道直径变形率和弯矩比为损伤指标，建立深埋隧道抗震概率需求模型，并构建不同地震强度作用下的深埋隧道地震易损性曲线，得到不同损伤状态下隧道的失效概率；进一步结合隧道的功能恢复函数，量化隧道在不同地震动强度作用下的韧性指标，实现深埋隧道的抗震韧性分析。结果表明，随着地震强度的增大，深埋隧道的韧性指标逐渐减小，但仍可保持在Ⅱ级以上水平，表现出较好的抗震韧性。
2025 Vol. 62 (5): 25-35 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 5323KB] ( 48 )
36 龙海平1 卢清碧2 况 彦2 朱志良2 熊光义2 吴士流2 胡子威3
强透水砂土地层盾构隧道开挖面极限支护力计算方法
针对强透水砂土地层中盾构隧道开挖面稳定性问题，基于极限分析上限定理，采用空间离散技术构建隧道开挖面三维旋转破坏机构，提出盾构隧道开挖面极限支护力的计算方法，通过将计算结果与已有研究结果进行对比，并与建立的数值模拟结果进行对比验证，开展盾构隧道开挖面参数敏感性分析。研究结果表明：（1）提出的计算方法得出的计算结果与已有研究计算结果的误差不超过7%，且计算效率更高；（2）与数值模拟计算结果的误差约为20%，可为有效控制开挖面渗流提供参考；（3）水位高度对开挖面极限支护力影响最为显著，摩擦角次之，土层重度影响最小。依托实际地铁盾构隧道工程进行案例分析，验证了所提出的盾构隧道开挖面极限支护力计算方法的可靠性。
2025 Vol. 62 (5): 36- [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [PDF 3267KB] ( 42 )
43 梁 禹1,2,3 范晓锋3 黄林冲2,3 周忠海4 孟 涛5
地下水和空间土拱效应作用下深大圆形基坑非极限主动土压力分布研究
在深大圆形基坑应用日益广泛的背景下，发展能够综合考虑复杂因素的土压力计算方法，对于提升设计的精细化和科学化水平具有重要的工程实践价值。鉴于此，提出一种考虑地下水作用、空间拱效应及墙体位移模式的圆形基坑非极限主动土压力求解方法，并通过工程实例验证了该方法的适用性与有效性。在此基础上，进一步分析土体参数、墙体位移模式、地面超载及地下水位对土压力分布的影响规律。研究结果表明：圆形基坑的土压力随深度的增加呈先增加后减小的趋势，受空间拱效应影响，其土压力显著小于传统朗肯土压力计算值；土压力与土体黏聚力、内摩擦角均呈负相关关系；邻近地表超载会在墙体上方产生附加土压力，该附加土压力随埋深增加而减小；地下水位越低、墙体位移量越大，位移区域越广，主动土压力的衰减就越显著。
2025 Vol. 62 (5): 43- [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 3525KB] ( 54 )
52 张 凯1 蔡海兵1 孙 锐1 王 冰1,2 彭建勇2
基于自适应上限有限元方法的软弱土层环境下地连墙成槽稳定性分析
针对非均质复合地层中地下连续墙成槽稳定性问题，采用自适应上限有限元法的稳定性分析方法进行研究。基于含二阶锥规划与高阶单元的自适应模型，建立无量纲参数体系，系统分析软弱土层分布对临界泥浆系数C及破坏面的影响规律。研究结果表明：在上软下硬地层中，C值随软弱土层厚度比k呈非线性增长，破坏模式兼具局部剪切与坡脚破坏特征；在上硬下软地层中，破坏面收缩显著；临界破坏面的斜率与相应土层的内摩擦角呈正相关关系；该方法所得破坏面结果与现有文献数据高度吻合。
2025 Vol. 62 (5): 52- [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [PDF 10336KB] ( 61 )
65 刘朝阳
含水杂填土隧道施工期洞口仰坡稳定性评估及加固研究
为分析强降雨后含水杂填土层对隧道洞口仰坡稳定性的影响，以唐山路隧道洞口仰坡滑塌事件为例，首先，通过专项地质勘察，揭示滑塌区土层特性，确定仰坡富水区范围与深度；其次，基于强度折减法对原加固方案进行稳定性评估，并结合“治坡先治水”理念提出“降水抽排+小导管双液注浆+施作缓坡”的改进加固方案。最后，通过双液复合体屈服函数与室内试验确定注浆后土体抗剪参数，对比分析改进加固后不同水位高程下仰坡的安全稳定系数。研究结果表明：滑塌区填土层具有非均质性强、承载力低、透水性高的特性；原加固方案下仰坡安全系数在强降雨后低于规范要求，与现场滑塌现象相符；在强降雨条件下，改进方案将水位降至74.5 m时，仰坡最大位移与剪应力较原加固方案（水位高程88 m）下分别减少64.2%和20.3%，安全稳定系数较原加固方案提升49.5%；现场应用监测显示，采用改进方案加固后仰坡地表沉降符合规范要求。
2025 Vol. 62 (5): 65- [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 10402KB] ( 57 )
78 项 瑜1 龚秋明1 谢兴飞1 黄 流1 王 驹2,3 马洪素2,3
北山螺旋斜坡道TBM施工直线段与曲线段滚刀磨损对比分析
为分析螺旋型隧道TBM施工中滚刀磨损规律，通过收集北山螺旋斜坡道TBM施工滚刀更换与磨损数据，并跟踪获取斜坡道沿线岩体数据，对比分析直线段与曲线段的滚刀更换数量、累积磨损量以及相同围岩条件下的滚刀磨损速率。研究结果表明，曲线段施工中单位掘进距离的滚刀消耗量显著高于直线段，尤其是中心刀异常失效比例增加，以及边刀磨损速率升高；结合滚刀在两种线形中的磨损机理发现，滚刀在曲线段工作时受力不均衡，边刀侧向力显著增加，从而导致其磨损速率增加。
2025 Vol. 62 (5): 78- [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 6571KB] ( 49 )
88 邱杰文1,2 黄 程3 苏 科4 赵树磊1,2 郭 春1,2
渐进间歇式低压低氧习服技术对高海拔隧道施工人员高原反应的快速改善作用
为降低高海拔隧道施工人员的高原反应风险，提出一种渐进间歇式低压低氧习服技术。通过分层随机对照试验，将8名健康平原世居受试者随机分为对照组和低氧暴露组，利用低压氧舱模拟2 500~5 000 m梯度海拔环境，开展为期7 d、每日3 h的静息暴露训练（海拔阶梯式上升）。研究结果表明，该习服技术可显著降低受试者急性高原病（Acute Mountain Sickness，AMS）发生率及症状评分（LLS评分），静息状态血氧饱和度提高6.98%，心率下降17.24%，并使代偿性增高的潮气量恢复至接近平原基线水平。该7 d短周期方案突破传统阶梯习服耗时较长的时间限制，可以满足高原隧道施工的习服要求。
2025 Vol. 62 (5): 88- [摘要] ( 12 ) [HTML 1KB] [PDF 4673KB] ( 65 )
绿色智能建造
97 王 杰1,2 丁文云3 罗 炜1,2 杨进京3 张金荣4 薛亚东1,2
下穿机场大断面岩溶隧道悬臂掘进机施工工序多目标智能优化框架
在采用悬臂掘进机施工的大断面隧道中，多工序协调存在对经验依赖较强、施工效率偏低及沉降控制困难等问题。为此，依托昆渝高铁长水机场隧道工程，提出一种集成掘进效率预测、沉降预警与多工序参数优化的悬臂掘进机智能施工工序优化框架。首先，通过对多源实测数据进行时空对齐处理，构建基于贝叶斯优化的LightGBM模型以预测掘进效率，并结合地质、工序特征及掌子面推进动态，建立Multi-LSTM拱顶沉降预测模型。结果表明，两模型的决定系数分别达到0.77和0.94，可较准确地反映工序与地质因素间的映射关系。进一步地，采用NSGA-Ⅱ多目标优化算法对循环进尺、支护时间与支护强度等施工参数开展协同优化，结果表明，在典型岩溶地质条件下，采用优化策略后掘进效率平均提升34.6%，沉降量平均降低23.1%。
2025 Vol. 62 (5): 97- [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 9216KB] ( 48 )
109 黄飞棚1,2 郭永发3 丁文云3 施 宇 4 薛亚东 1,2 郑朝晖 1,2
基于无人机的悬臂掘进机隧道掌子面围岩破碎程度智能识别与量化方法研究
为降低悬臂掘进机隧道施工扬尘对掌子面观测的干扰，并避免人工评估岩体状态存在的主观性，提出一种融合无人机自主巡检与计算机视觉技术的掌子面围岩破碎程度智能识别方法。首先，基于Fast-Planner算法实现无人机自主避障与路径规划，在云南某高铁隧道施工现场连续采集100个掘进循环段共412张高清RGB掌子面图像；然后，采用Unet++算法提取图像特征，结合核密度估计法拟合掌子面破碎比k的概率分布，得到其主要密度峰值位于0.11附近；最后，根据k制定悬臂掘进机施工掌子面可掘性进尺分析表。结果表明，该方法对围岩特征的提取准确率达83.2%，显著优于传统人工评估，可为隧道施工的安全高效、无人化智能评估提供可行途径。
2025 Vol. 62 (5): 109- [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 4337KB] ( 56 )
116 赵 能1 唐 彬1,2 程 桦1 姚直书1 刘小虎1 侯俊领3 沈仁为4 李宏亮4
基于NRBO-XGBoost 的TBM掘进速率预测及可解释性分析
掘进速率是反映全断面掘进机TBM（Tunnel Boring Machine）与围岩相互作用的关键指标，其可靠预测对优化TBM性能具有重要意义。文章提出一种基于牛顿-拉斐尔优化算法（NRBO）改进极限梯度提升算法（XGBoost）的混合模型（NRBO-XGBoost），用于TBM掘进速率预测。基于安徽淮南某煤矿西翼瓦斯综合治理巷TBM施工数据库中的350条样本数据对模型进行训练验证，采用决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）与平均绝对误差（MAE）3项指标评估模型的能力和实用性。研究结果表明：NRBO算法能够有效优化XGBoost的超参数，NRBO-XGBoost模型具备良好的稳定性和泛化能力；在测试阶段，NRBO-XGBoost模型的R²、RMSE和MAE分别为0.981、0.792和0.512，优于单一XGBoost模型；在预测新数据上，NRBO-XGBoost模型也能够获得稳定的预测结果；基于SHAP加性解释方法从全局与个体层面分析输入参数对掘进速率预测结果的重要性，输入参数重要性排序前6依次为贯入度、刀盘钻速、岩体耐磨值、推力、扭矩和岩体抗压强度。
2025 Vol. 62 (5): 116- [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 4674KB] ( 42 )
125 程 伟1 刘培忠1 刘 伟1 明 阳2,3 吴克雄2,3
基于Transformer架构的高渗地层泥浆质量影响因素与评价方法研究
针对高渗透性砂卵石地层中泥浆成膜质量问题，开展不同地层与泥浆参数条件下的泥浆渗透模拟试验。基于Transformer深度学习模型，建立高精度预测模型，并对影响泥浆成膜质量的关键因素进行深入研究。研究结果表明，不同参数泥浆在不同地层中的滤水量、泥膜类型及质量存在显著差异，泥浆配制需根据地层参数进行针对性调整；随着地层渗透系数的增大，泥浆有效粒径（即颗粒级配）对滤水量的影响逐渐增强并占据主导地位，而泥浆黏度的影响逐渐减弱直至可忽略不计；基于模型绘制的滤水量、地层渗透系数和泥浆参数关系图，可优化泥浆参数设计流程，为泥浆配制提供科学依据。此外，提出一种基于理想泥皮概念的泥膜质量评价方法，通过引入滤水量比指标实现对泥膜质量的有效评价，滤水量比的合理取值范围为0.4~0.6。
2025 Vol. 62 (5): 125- [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 7044KB] ( 41 )
数值分析与计算
135 许章隆 林 志 郭贤德 张志明 苟小英 刘丽丽 丁 铭
大跨度小净距明挖隧道叠合接头结构施工阶段力学性能研究
以重庆市新森大道明挖大跨度预制装配式隧道工程为研究背景，提出一种基于叠合接头的新型装配式隧道结构。建立地层-结构数值模型，考虑接触关系、回填土硬化过程以及碾压夯实施工过程等因素的影响，模拟分析拱顶叠合式接头的三分块结构、拱顶现浇的两分块结构及传统整体现浇结构在回填施工全过程中的力学行为，并结合现场实测数据验证模型的准确性。研究结果表明，在回填施工阶段，叠合接头结构具有更优的变形控制能力，结构轴力和弯矩分布更为均匀；相较于两分块结构和整体现浇结构，叠合接头结构拱顶沉降分别减少33%和46%，峰值弯矩分别减少82%和40%；叠合接头通过优化应力分布和提高整体刚度，有效提升结构安全性。
2025 Vol. 62 (5): 135- [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 8246KB] ( 60 )
146 王 悦1 王清江1,2 吴 斐2 金光硕3
节理岩体中双护盾TBM卡机影响分析

双护盾TBM在节理岩体中掘进容易发生卡机等事故，为有效防控此类风险，有必要针对节理岩体TBM卡机机理展开研究。采用离散元软件3DEC建立数值模型，结合正交试验设计方法，分析地质赋存环境、节理产状、预防卡机措施等因素对围岩与TBM接触压力的影响。结果表明，埋深和扩挖间隙对围岩与TBM的接触压力影响极其显著，节理走向与隧道轴线夹角及节理间距的影响非常显著，软填充长度和侧压系数影响显著，其余参数影响不显著。
2025 Vol. 62 (5): 146- [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 3119KB] ( 43 )
154 马 畅1,2 郭英杰1,2,3 丁文其1,2 张清照1,2
波纹板加固盾构隧道管片纵缝力学性能研究
为探究波纹板加固对盾构隧道管片纵缝力学性能的影响机理，建立考虑波纹板接头的波纹板加固管片纵缝三维精细化有限元模型。通过足尺试验结果验证数值模型的合理性，并分析波纹板加固对管片纵缝抗弯刚度和承载能力的增强效果，同时探讨轴力、加固时机及波纹板接头形式对波纹板加固管片纵缝力学性能的影响。结果表明：所建立的数值模型能够较好地模拟波纹板加固管片纵缝试件在压弯荷载作用下的非线性力学行为，计算结果与试验结果吻合良好，具有较高的计算精度。在负弯矩作用下，波纹板加固后极限弯矩提高29.4%，弹塑性阶段和极限破坏阶段的抗弯刚度分别提高101.8%和40.5%。采用双排锚栓接头形式时，结构极限弯矩与纯波纹板仅相差2.6%，较单排锚栓提高31.1%。建议优先采用双排锚栓接头形式，以避免波纹板与管片之间的连接破坏。
2025 Vol. 62 (5): 154- [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 4094KB] ( 45 )
161 刘四进1 马浴阳1 周小涵2 喻星乔1 徐 梁2 王 ?2
海底盾构隧道施工期温度场演化与通风风量动态调控研究
为揭示外界环境温度变化与施工循环耦合作用下海底隧道内温度场演化规律并优化通风参数，首先通过现场监测分析隧道内非稳态温度场演化特征；然后建立考虑盾构机刀盘摩擦热的三维通风传热数值模型，对比研究施工、停工情况下隧道内的温度动态响应，进而对典型阶段的通风参数进行适应性优化。研究结果表明：（1）隧道温度沿程分布规律不受施工启停影响，隧道掘进至6 932 m、外界环境温度为24.3 ℃时，从1号台车至1 300环区间温度呈现出“先骤降（刀盘~3 350环）后缓降（3 350环~1 300环）”的特征，掘进面后方3 km范围外温度趋于稳定；（2）盾构机掘进时1号台车区域流场涡旋较多，热空气滞留、散热较慢，导致该处温度较高，停工后温度先缓慢升高、再逐渐降低；（3）外界气温变动对洞内环境温度影响较大，通风风量需根据施工期的不同阶段分别进行配置。
2025 Vol. 62 (5): 161- [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 6898KB] ( 57 )
172 张永杰1 张新宇1 陈剑华1,2 欧雪峰1 罗志敏1 吴杭辉1
顶管管节在复杂偏转模式下的应力响应与变形机制研究
为研究偏转对管节力学行为的影响，结合大型室内模型试验及数值模拟方法，系统分析3类复杂接触条件下管节间的应力分布特性，重点分析荷载等级、偏转模式及偏转角对管节变形和应力的影响规律。研究结果表明：在同向偏转下，管道呈现水平偏压状态，轴向应力随偏转角度和荷载增加而显著增大，应变分布呈“水平锥”型；偏转角增大引起局部挤压变形，导致应力突变。在对角偏转下，偏转截面（1-1和2-2）呈现相反的应力集中现象，且应力水平低于同向偏转工况。接头轴向传力特征显示，随荷载增加，接头顶部接触压力增大，变形应变呈非线性增长，且偏转角增大会改变接头的接触方式，使顶推力传递路径更加显著。在组合偏转模式下，管节应力随偏转角呈线性变化，但接触面积减小会显著影响传力特征。
2025 Vol. 62 (5): 172- [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 8443KB] ( 81 )
183 魏 嘉1,2 朱星宇1,2 张志强1,2 葛 宏1,2 周泽林3
富水弱胶结红层隧道涌突水灾害机理及防控措施研究
受薄层状岩体软弱构造及地下水环境共同影响，富水弱胶结红层隧道易发生涌突水灾害。以开云高速公路龙缸隧道为依托，通过现场测试及室内试验，揭示隧址区涌突水段致灾构造特征及弱胶结红层岩体的破坏力学机制；建立三维离散元粘合块体（BBM）-裂隙流耦合模型，分析隧道涌突水灾害演化过程，探明弱胶结岩层厚度与倾角等对灾害影响，并分析工程治理效果。研究结果表明：（1） 岩样渗透破坏试验揭示，渗流主要发生在岩体裂隙中。（2） 涌突水灾害伴随弱胶结红层岩体裂隙扩展和渗流速率增大而发生，二者相互作用导致掌子面围岩失稳和水压陡降。（3） 岩层厚度对围岩失稳及涌突水影响显著，结构面倾角影响相对较小。0.3 m层厚条件下，开挖进入破碎带3 m时涌水量达954.2 m3/h，掌子面前方扰动破坏区与渗透破坏区范围分别为5.91 m和3.14 m。（4） 泄水降压能有效降低掌子面水压并抑制渗透破坏，注浆加固可提升岩体强度并封堵渗流通道，“泄水-注浆”协同防控措施治理效果显著。
2025 Vol. 62 (5): 183- [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 18305KB] ( 47 )
198 李垂忝1 邹 波2 卢清碧3 彭 洋3 况 彦3 熊光义3 肖凤龙4
富水砂质地层基坑注浆止水堵漏扩散效果研究
针对富水砂质地层基坑渗漏注浆问题，建立可视化的基坑注浆模型试验装置和浆液扩散离散元数值模型，通过对比研究，探明注浆材料、注浆压力和地下水位等关键因素对浆液扩散规律的影响，阐明富水砂质地层渗漏条件下不同注浆材料的止水堵漏效果。研究结果表明：在相同渗漏条件下，三种注浆材料的扩散范围依次为双液浆>亲水性聚氨酯>环氧树脂，其扩散效果与浆液的黏度和流动性呈正相关；注浆压力是影响浆液扩散进深的主要因素，而地下水位与浆液扩散效果呈负相关关系。随着注浆压力的增大，浆液扩散半径呈减速式增长趋势，在注浆压力超过0.3 MPa后增长幅度显著减缓；砂土压密率同步增大，并沿径向明显减弱。
2025 Vol. 62 (5): 198- [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 4434KB] ( 41 )
试验与监测
206 荣传新1 杨 凡1,2 王 彬1 孙世成1
白垩-侏罗系冻结软岩磨蚀性及温度影响机制研究
为研究白垩-侏罗系地层冻结软岩的磨蚀性及其受温度影响的机制，以内蒙古苏布尔嘎二号回风井白垩-侏罗系地层软岩为研究对象，基于改进后的低温岩石磨蚀性（Cerchar Abrasive Index，CAI）试验系统，对粉砂岩、细砂岩、泥岩进行不同负温下（-5 ℃、-10 ℃、-15 ℃、-20 ℃、-25 ℃）的岩石磨蚀性试验，并结合光学显微镜和激光共聚焦显微镜对磨蚀后钢针针尖形貌以及岩石表面划痕的三维形貌进行扫描，系统分析冻结软岩的磨蚀特性。研究结果表明，CAI与温度呈负线性关系，与单轴抗压强度呈正线性关系；岩石磨蚀性变化速率受岩石矿物-结构-力学行为的协同控制；不同岩石的钢针针尖磨蚀形貌有显著差异，磨损方式可分为粗颗粒磨损、细颗粒磨损和倾斜磨损；岩石磨蚀性试验本质上是钢针对岩石的挤压与剪切破碎过程。
2025 Vol. 62 (5): 206- [摘要] ( 12 ) [HTML 1KB] [PDF 9516KB] ( 44 )
216 张子浩1,3 王 彬1,2,3,4 黄金坤4 荣传新1,3 梁秀玲1,3
富水弱胶结砂岩未冻水赋存状态演化规律试验研究#br#
随着我国煤炭资源开发西移，富水弱胶结砂岩地层已成为深部煤炭开采面临的重大挑战。然而，针对此类低强度、遇水易软化岩体在深部多场耦合环境中的未冻水动态响应机制，尚缺乏系统研究。文章以鄂尔多斯市苏布尔嘎矿区砂岩为研究对象，系统开展孔隙结构演变、未冻水赋存规律以及核磁成像等研究。结果表明：（1）三类砂岩中的孔隙水在冻结阶段均遵循“自由水—毛细水—吸附水”的冻结顺序；在升温阶段遵循“吸附水—毛细水—自由水”的解冻规律。（2）核磁共振成像显示，细粒砂岩的孔隙水主要富集于左端，冻结过程未出现过冷现象，最终未冻水含量为3.08%；细砾岩与粉砂岩的孔隙水分别呈居中和相对均匀分布，二者均存在过冷阶段（冻结温度为-1.5~-2 ℃），最终未冻水含量分别为6.69%和3.37%；岩石内部微小孔隙占比与冰点呈负相关关系。（3）冻融循环作用促使小、中孔喉数量增加，大孔喉数量减少，加剧了岩体结构劣化。
2025 Vol. 62 (5): 216- [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 5691KB] ( 50 )
225 陈思睿1 张冬梅1，2 谢小创1 张学亮1
间断级配砂层盾构隧道潜蚀发展规律试验研究#br#
间断级配砂土地层盾构隧道在运营期间面临管片接缝渗漏风险，渗漏水会携带细小土颗粒脱离粗颗粒骨架进入隧道内部，引发地层潜蚀，但其发展演化规律以及对地层稳定性和隧道结构的影响机制尚不明确。因此，采用自主研发的可视化盾构隧道地层潜蚀试验系统，结合水土压力动态监测与流失量定量采集，综合研究潜蚀全过程特征及其影响。试验选用细颗粒含量为35%的间断级配砂土，渗漏孔的直径设定为小于2倍粗颗粒粒径，并以20 kPa恒定渗流水压为边界条件诱发潜蚀。试验结果表明，潜蚀过程中砂土流失速率在初始阶段达到峰值后逐渐衰减并最终停止流失，而渗漏水速率则持续递增；地层潜蚀先由渗漏孔附近开始，逐步扩展形成“U”型潜蚀区，并伴随地层变形及地表沉降；潜蚀开始后，隧道环向各部位压力均出现下降，隧道顶部地层细颗粒显著流失，压力下降约70%，可能导致隧道结构上浮及横向收敛变形。
2025 Vol. 62 (5): 225- [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [PDF 3865KB] ( 38 )
231 周 龙1 卢 浩2 夏梦涛3 张文超4 石国庆4 陈丹鹤5
内爆炸荷载作用下盾构隧道抗爆性能试验研究
为研究盾构隧道在内爆炸荷载作用下的抗爆性能，开展盾构隧道缩尺模型的野外爆炸试验，分析其在内爆炸荷载作用下的破坏模式和动态响应，并与公开文献中相关盾构隧道试验结果进行对比。结果表明：内爆炸作用下管片的动态响应受结构布置和覆土条件影响显著；在中心爆炸工况下，拱顶的振动响应明显强于拱腰。在近距离爆炸荷载作用下，盾构隧道近爆区主要发生环缝错台破坏、环缝混凝土剥落以及纵缝混凝土压溃等；远爆区则发生环纵缝错台及纵缝混凝土拉裂破坏。在接触爆炸荷载作用下，盾构隧道主要表现为局部爆坑和放射状裂缝破坏，且接缝存在与否对爆坑尺寸和形状影响显著。与公开文献中盾构隧道内爆炸试验结果的对比分析表明：盾构隧道的破坏模式与爆炸当量密切相关，随着爆炸当量增加，其破坏以纵缝拉伸破坏为主逐渐转变为以环缝剪切破坏为主，进一步增加爆炸当量则会有倒塌风险。
2025 Vol. 62 (5): 231- [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 10763KB] ( 47 )
243 毛宇飞1 肖政伟2 郭增辉2 付 琳3 谢亦朋4
富水软弱地层顶管施工土体扰动影响试验研究
为研究富水软弱地层中顶管施工扰动特性及参数设计问题，基于自主设计的模型试验系统，对顶管顶进过程中顶力、土体压力及地表竖向位移的变化规律进行分析。结果表明：顶力变化过程经历初始、过渡和稳定三个阶段，其变化速率受顶进速度与注浆压力的共同影响，较高的顶进速度有助于减缓顶力衰减，适当提高注浆压力可降低顶力并抑制其波动，但在高速顶进条件下难以有效控制土体扰动。土体压力在顶进过程中波动显著，其峰值位置随顶进速度增加向顶进方向推移，较大的注浆压力可降低压力峰值并缩短其出现距离。地表竖向位移主要表现为中轴线附近隆起，影响范围约为中轴线两侧约4倍顶管宽度的区域；注浆压力的增加显著抑制地表位移，而较高的顶进速度则导致更大的沉降，存在注浆压力与顶进速度的最优匹配值，使土体扰动程度降至最低。
2025 Vol. 62 (5): 243- [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 3645KB] ( 66 )
251 黄力平1 雷江松1 宋天田1 张 凯2 吕军鹏2 娄在明2 李凯迪1 张建鸣3 韩 然3
高能宇宙线缪子成像技术在盾构隧道中的应用
针对盾构隧道施工中上覆地层地质异常体探测与地质灾害预警的技术难题，应用缪子成像技术，在深圳市典型盾构隧道工程开展现场试验研究。通过布设多组缪子探测器阵列，结合改进的迭代密度重建算法，构建试验区域的高分辨率三维密度结构模型，实现地层密度异常体的精准定位。研究结果表明：（1） 该技术可有效识别1~3 m尺度地质体的密度异常；（2） 在盾前探测模式下，密度反演灵敏度达2%，能够清晰地区分中风化岩与强风化岩的物性界面；（3） 对于埋深18 m的隧道，可准确探测到隧顶2~4 m范围内宽度约4 m的地下空洞（定位误差<2 m），并能验证注浆加固后密实度的提升效果。
2025 Vol. 62 (5): 251- [摘要] ( 11 ) [HTML 1KB] [PDF 5834KB] ( 76 )
新型材料与设备
259 张红升1 朱 澄2 周 鹏3 张 箭2 王 伟1
盾构渣土多元替换下同步注浆材料性能试验研究
为解决当前盾构渣土实际资源化利用率偏低的问题，以无锡地铁某盾构隧道工程为背景，提出利用现场取回的盾构渣土替换全部膨润土和部分河砂这两种原材料来制备同步注浆浆液。通过开展两阶段组分替换试验，采用单因素分析探究渣土在相关替换方式下对同步注浆材料性能的影响规律，并验证利用渣土替换相关原材料制备同步注浆材料的可行性，最终给出满足现场施工要求的浆液配合比。研究结果表明：当仅利用盾构渣土替换全部膨润土时，由于渣土在浆体内部的黏附填充效应，浆体抗压强度表现出不断上升的规律，渣土具有替换部分砂的潜质；利用盾构渣土替换全部膨润土和部分砂制备同步注浆材料在实际应用中具备可行性，该替换方式下的推荐配合比为水胶比0.96、胶砂比0.83、粉灰比2.2，渣土与水的质量比0.60。此配比下可节约成本42.8%，且资源化再利用1 t盾构渣土可实现277.66 kgCO2e减碳排效益。
2025 Vol. 62 (5): 259- [摘要] ( 23 ) [HTML 1KB] [PDF 5776KB] ( 201 )
269 郭智杰1 曹 祎2 任 萌1 侯迎霞1 王衍森2 梁洪振1 李 伟1 张 岭1
不同工艺下水泥改良黏质粉土的冻胀特性试验研究
水泥土改良技术在市政岩土工程冻结施工中广泛应用，具有良好的冻胀控制效果。然而，现有研究多局限于标准实验室条件，对施工工艺影响的认识尚不充分。文章以天津地区黏质粉土为对象，设计3种制样方式（DSC、SC、SCP）以模拟不同施工工艺，系统开展不同水泥掺量与养护龄期下的冻胀试验。结果表明，DSC水泥土冻胀变化呈现“冻缩–冻胀–稳定”的演化规律，SC试样仅在高掺量下出现轻微冻缩，SCP试样整体冻胀率最高。冻胀率与水泥掺量和养护龄期呈负相关关系，其中水泥掺量的影响更为显著。不同工艺对水泥掺量的敏感性依次为为SCP > SC > DSC，对养护龄期的敏感性依次为SC > DSC > SCP。
2025 Vol. 62 (5): 269- [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 7752KB] ( 39 )
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
　　　　　　　　        　　更多 
　

本 刊 广 告

 　
　
　　　　　　　　        　　更多 
　

友 情 链 接

 　
　
   中国中铁科学研究院有限公司
   中国中铁科技情报中心
   中铁西南科学研究院有限公司
   中国知网(CNKI)
   万方数据库
　　　　　　　　        　　更多 
 
版权所有 ©2011 《现代隧道技术》编辑部    
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发   技术支持：support@magtech.com.cn
蜀ICP备15009224号-4