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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
章慧健 刘功宁 王脉 汪波 刘秋阳 郑余朝 周学民
尽管格宾石笼在边坡、护岸工程、路基加固等工程中已有了一定的应用，鲜有研究提及格宾石笼在隧道支护中的应用。由于格宾石笼具有多孔隙（变形能力较好）和一定承载力等特征，在应对隧道围岩大变形和高地应力等具有一定应用前景，对基于格宾石笼的隧道支护构件静力加载模型试验设计具有一定的实际意义。为了方便学生更好的了解格宾石笼作为隧道支护结构的力学作用机理，设计了一种简化的格宾石笼构件成型方法和与之配套的试验加载装置，并提出了基于离散元计算的格宾石笼隧道局部构件数值建模方法，进而对比和揭示了组成格宾石笼构件的两大主要参数（格宾网强度和填石有效模量）对格宾石笼建构的隧道支护构件静力力学特性差异的影响规律。通过该试验，为学生演示了基于格宾石笼建构的隧道支护局部构件的设计、拼装、试验加载以及数据采集的全过程，旨在为学生深入学习和掌握格宾石笼建构的隧道支护局部构件的试验静力力学行为及其建模方法提供一种新思路。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
曹俊 崔臻 张翔宇 张佳威
针对许多隧道面临的穿越活动断层挑战，该研究提出一种基于脆性缓冲理念的隧道抗错断方法。通过设计并实施模型试验，验证脆性缓冲结构在抗错断方面的有效性。研究结果表明：当断层发生错动时，采用脆性缓冲结构的隧道设计理念是可行的。通过观察破坏模式发现，脆性缓冲材料的粉碎和衬砌的部分脱空作用可有效分散局部剪切破坏，显著降低断层带区域衬砌的损坏程度。在上盘区域，拱顶处的脆性缓冲结构被压碎，与此同时，拱底处脱空。下盘区域的拱顶处脱空，而拱底的脆性缓冲结构被压碎。这种变形模式有效分散了断层位置的局部剪切变形，显著减轻了衬砌的损坏。在50 mm厚缓冲结构的保护下，即使错动位移达到100 mm,相当于实际情况下的4 m位移，衬砌模型表现出的损坏较小，突显了脆性缓冲结构在保护隧道结构完整性方面的强大性能。此外，从应变监测数据分析可以看出，衬砌的应变峰值并不出现在断层破碎带内，而是迁移至离断层位置较远的区域，显著减轻了断层破碎带内的应变集中现象。该研究为跨越活动断层带的隧道设计提供了重要的理论依据和实践指导，为抗错断方案的选择提供了参考。
关键词：
隧道工程 活动断层 模型试验 脆性材料
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王解军 屈波 王智丰 占雪芳
落叶松胶合木是我国自产加工的工程材,开展了一座落叶松胶合木人行拱桥的静力模型试验与有限元数值分析。模型比例1/3,模拟跨径38.07 m的实际木结构拱桥。模型拱肋、横撑、拱上框架及桥面板等主要构件均采用落叶松胶合木及钢板螺栓连接,连接件与支座采用Q235钢。对制作模型桥木材,进行了顺纹拉、压试验和抗弯弹性模量与泊松比试验。考虑结构配重、人群荷载及拱肋控制截面最不利受力,分9个工况加载,测试拱肋的应变与位移。采用有限元软件,针对木拱桥模型,建立有限元模型进行数值分析。试验与分析结果表明,落叶松胶合木拱桥的强度与刚度满足我国木结构设计规范要求,证明了落叶松胶合木可以用于实际工程。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王亚红 李宗利 于志秋
以文克尔弹性地基梁理论为基础,建立了隧洞衬砌静力分析的杆系结构力学模型,使其可考虑底部为弹性转动约束的情况,并对该模型进行了实例验证。研究结果表明,考虑弹性转动可使拱顶及边墙顶部截面受拉边缘处的应力增加。
关键词：
隧洞衬砌 静力分析 力学模型 弹性转动
[期刊] 建筑经济
[作者]
张涛 袁霈龙 范祥 吴睿
由于钻爆法的高振动和环境影响大等缺点，其应用受到限制。针对禁爆条件下硬岩隧道开挖，总结非爆破岩方法的机理与优缺点，探讨禁爆条件下硬岩隧道静力开挖方法，详细介绍硬岩隧道钻孔劈裂法的施工工艺，对市面上现有的劈裂设备进行简要介绍，探讨硬岩隧道劈裂施工中存在的问题及对策，并研究硬岩隧道劈裂施工中存在的风险及对策，以期为禁爆条件下硬岩隧道开挖提供思路和参考。
关键词：
禁爆条件 硬岩隧道 钻孔劈裂 施工风险
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
刘倩 王华宁
对于流变岩体中衬砌支护深埋圆形隧道,该文用黏弹塑性模型模拟岩石流变特性并考虑实际应力路径及非稳态渗流场的影响,推导并获得支护压力及围岩、衬砌应力及位移的精确解析解,可以更快速精准地预测与时间相关的支护结构的受力变化和围岩稳定状态。通过开挖释放荷载下的加载计算获得开挖阶段的流变位移与应力。在支护阶段,通过分离变量法获得全域全时段的非稳态孔压分布;正确考虑支护阶段的加卸载应力路径,得到渗流影响下衬砌支护力以及围岩、衬砌力场和位移场的时效解析解。对比考虑加卸载应力路径和仅按加载路径计算的结果,发现仅按加载路径而未考虑实际应力路径时围岩变形预测值偏小,支护结构按此设计将偏于危险。该文为黏弹塑性岩体中深埋圆形隧道与时间相关的支护压力预测和围岩、衬砌流变力场分析提供了快速预测的方法。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
孙广臣 傅鹤林 巢万里
对Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下的桥隧邻接工程,由于施工过程中桥、隧、岩的相互作用或运营中的汽车荷载及其冲击作用的影响而产生的力学行为、作用效应等进行了系统的室内模型试验研究,结果表明:桥隧邻接施工过程对桥、隧结构各部位的受力、变形、位移、沉降以及洞口围岩的压力、沉降和稳定性等均产生很小的影响;但桥头邻接端的汽车荷载及其冲击作用易使桥梁跨中、邻接端及隧道洞身产生较明显的沉降,并使桥头桩基础顶部产生一定的水平位移。因此,应对桥梁的各关键部位及桥头斜坡岩土体等采取局部加强措施,或减小桥梁跨径,加大邻接长度,避免过大的汽车荷载并减小汽车冲击影响等,防止桥梁各关键部位因不利作用而损伤甚至破坏,避免桥头桩基础产生过...
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
荣巍 苏旭林 赵楚军 黄小通
为研究隧道穿越不良地质带的结构响应特性，以福宜高速公路阳宗隧道工程为依托，设计了穿越不良地质带隧道结构响应规律模型实验平台，实现了几种不同类型不良地质带工况下隧道工程缩尺模拟实验。基于该平台，详细介绍了所有系统的结构及功能，针对4种不良地质带工况制定了相应实验方案，并以断层破碎带作为典型不良地质案例，演示了模型实验全过程，分析了隧道穿越断层破碎带区域的结构响应规律，最后将实验结果与数值模拟结果进行对比，验证了模型实验的有效性。
关键词：
不良地质带 隧道 结构响应规律 实验平台
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王如宾 王新越 张文全 徐卫亚 陆进彬 向天兵
为揭示复杂地质条件下富水区深埋隧洞围岩-灌浆圈-衬砌复合系统的外水压力作用规律，该文自行研制适用于深埋隧洞的大型高外水压力物理模型试验测试系统，选取滇中引水工程昆明段松林隧洞TSLT-005与TSLT-006(TSLT-005、 TSLT-006为断层编号)交叉断层典型洞段为研究对象，开展含交叉断层深埋隧洞衬砌外水压力物理模型试验，揭示不同隧洞埋深、不同地下水位及不同排水条件下，衬砌的外水压力变化规律，并给出各工况下的外水压力折减系数建议取值范围。结果表明：隧洞埋深和地下水位对衬砌结构的外水压力影响明显，随着隧洞埋深的增大，受高地应力影响，围岩与灌浆圈自身的孔隙度与渗透性下降，对地下水渗流势能起到较好的削弱作用，导致衬砌的外水压力整体呈降低趋势；随着地下水位升高，衬砌全环的外水压力呈增大趋势，且由于岩体中细颗粒会被高水压冲散，因此形成较为连通发育的渗流通道，渗压增速也会随地下水位的升高而增大；设置衬砌排水孔可有效降低隧洞拱肩及其以上部位的外水压力，当隧洞围岩存在交叉断层分布时，断层带影响的衬砌部位外水压力降低效果受到一定削弱，且对衬砌的外水压力分布影响较为明显，在高地下水位工况下，需重点关注“断层带”对围岩衬砌结构整体的影响范围；当衬砌结构不排水时，600 m埋深的外水压力折减系数约为200 m埋深的92%,设置排水孔后，600 m埋深的外水压力折减系数约为200 m埋深的85%;当隧洞围岩存在交叉断层时，在不排水情况下，衬砌最不利点的外水压力折减系数建议取值0.95以上，在排水条件下，衬砌处的外水压力折减系数建议放宽至0.82;最后，利用有限元数值模拟方法对衬砌的外水压力物理模型试验结果进行验证，在衬砌不排水工况下，误差约为9.3%,在衬砌排水工况下，误差约为7.8%,表明高外水压力作用物理模型装置和试验结果基本上合理可行。该研究为富水区深埋隧洞工程的设计施工及运行安全提供科学参考。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张源 万志军 覃述兵 周嘉乐
该文研制的大尺寸巷道/隧道热环境模拟试验系统的模拟段有效长度6000 mm、围岩直径800 mm、最高稳定岩温70℃、风温5～45℃、湿度20%～90%RH、最大风量5000 m~3/h、最大模拟倾角45°,与已有试验装置相比,该模拟巷道/隧道尺寸大、试验参数范围大、试验误差减少,系统采用低电压、高电流的电加热方式控制系统边界温度,试验过程更安全、操作更简便。通过高地温巷道通风过程中围岩温度场模拟试验,证实了系统与现场测试结果具有较好的一致性,该系统可用于探索深部巷道、隧道等地下工程中的岩体传热问题,为高地温巷道/隧道的热害防治提供试验平台。
关键词：
高地温 热环境 热害 温度场 相似试验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
章慧健 郑余朝 刘功宁 汪波 张帅
为了方便学生更形象理解洞桩法地铁车站边桩结构的受力机制，本文以广州地区某洞桩法地铁车站工程为依托，设计了一种简化的洞桩法车站边桩结构模型试验方法。基于该试验方法，演示分析了边桩结构在洞桩法车站开挖过程中的施工力学行为规律，并对比研究了不同桩型布置参数下的桩后土压力、边桩结构的力学和变形规律。通过该试验，为学生展示了洞桩法边桩结构模型试验的设计、制作、试验具体操作及数据监测的全过程，从而让学生更好地掌握洞桩法车站边桩结构力学行为演变规律，以及采用不同边桩布置型式的力学行为差异。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
程辉航 苗瑞锋 杨秀军 潘荣亮 陈俊沣 钟茂华
针对双洞长距离公路隧道的火灾烟气扩散特性和通风排烟设计,该文设计、开展了多组不同火灾场景下的全尺寸现场试验,分析了气流速度、烟气温度分布、烟气扩散时间等特征参数,获取了火灾情况下的烟气扩散信息,并基于现场试验开展了数值模拟工作,以研究不同机械通风模式的烟气控制效果。结果表明:自然通风条件下,火源上游温度最高点出现在3～4 m处;当机械通风方向与自然风相反时,虽然能稳定烟气层,使上游温度在竖直方向上随高度梯度分布,但也会导致通风的冷却效果减弱,提高烟气温度。此外,该文基于全尺寸试验结果开展数值模拟工作,研究设定工况下较优的通风模式。试验结果可为类似结构的隧道工程的防排烟设计提供数据支撑和技术参考。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王彦富 马伟恺 王琛 徐长航 陈国明
该文以某顶部竖井隧道为原型，自主研发了一个自由组合式隧道模型实验平台。用该实验平台开展了多竖井隧道火灾教学实验，向学生直观展示了实验平台安装与调试、实验过程与现象、实验数据采集与读取等过程，以及不同顶部竖井设计工况下的排烟效果。教学实验结果表明，该隧道模型实验平台灵活性、适应性较好，有助于提升学生的自主学习能力、团队协作能力、动手操作能力和综合实践能力。
[期刊] 宏观经济管理
[作者]
目前,中铁隧道集团是国内隧道和地下工程领域里最大的一家集勘测设计、建筑施工、科研开发、机械修造四大功能为一体的企业集团。集团公司前身是铁道部
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
贾娜 刘曼曼 花军 毛磊 白雪
木地板连接中锁扣起到了关键作用,为探索不同锁扣形式对木地板力学性能的影响,以强化地板锁扣为研究对象,以锁扣有限元模型的静力学特性为研究目标,利用三维扫描仪获取嵌入锁定和本体锁定两类强化地板12种典型锁扣的三维点云数据、逆向重构锁扣的三维实体模型,分析其结构特点,确定影响锁扣力学性能的结构特征值;采用有限元软件ANSYS对锁扣有限元模型进行弯曲和拉伸载荷作用下的整体变形、等效应力、等效应变的仿真分析,研究强化地板锁扣的静力学特性。结果表明:两类锁扣结构中,锁扣结合面长度、榫头(槽)凸(凹)出长度等参数与结合
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