隧道掘进爆破的振动监测与控制技术研究

通过爆破振动监测发现在临近隧道爆破施工中通常掏槽爆破引起既有隧道的振动最为强烈,并且掏槽爆破效果的好坏直接影响整体的爆破效果。针对这个问题设计了掏槽分段的爆破方案,并进行了爆破对比试验,试验结果证明,分段掏槽技术的采用使得爆破振动效应明显降低,可为类似工程的建设提供参考与借鉴。     

MHB碎石化动力响应及其对邻近建筑和居民的振动影响

MHB碎石化技术广泛应用于改建工程中旧水泥混凝土路面破碎,但冲击破碎过程中对邻近建筑和居民的振动影响问题亟待解决.基于弹性理论和波动理论对冲击荷载下路面板的物理参数衰减规律进行推导分析;依托山东S245省道旧水泥混凝土路面改建工程现场振动监测试验,并结合ANSYS/LS-DYNA动力有限元数值模拟对不同影响因素下路面板的三向动力响应进行研究,探寻碎石化邻近建筑物水平安全距离和影响居民舒适度的临界距离.结果表明:MHB碎石化施工振动属于冲击型振源,振动以负幂指数形式衰减,且计算、实测和数值模拟结果曲线衰减趋势一致;随着冲程的增大,碎石化动力荷载峰值出现时间不断提前;振动速度峰值1cm/s可作为判断邻近建筑安全与否的控制指标;当重锤下落高度分别为0.8m、1.0m、1.2m时,临近建筑物水平安全距离分别为14m、18m、20m,影响居民舒适度的临界距离分别为24m、29m、和31m.     

分部开挖法施工隧道中隔壁优化研究

针对大跨度公路隧道施工采用分部开挖法时,其临时支撑施工速度慢、加工困难等问题,以G312线清水驿至傅家窑公路隧道为依托,将弧形中隔壁替换为竖直中隔壁,采用MIDAS GTS软件分别对两种中隔壁进行对比分析,并结合现场实测数据对数值模拟结果进行验证.研究相同结构不同材料强度中隔壁对大跨度隧道施工的变形及受力影响情况.结果表明:(1)两种中隔壁支护均能满足施工稳定性要求,竖直中隔壁的竖向应力相比弧形中隔壁增大了97.16%,采用竖直中隔壁时隧道围岩和中隔壁的位移变形相比弧形中隔壁更小;(2)对比大跨度隧道施工中分别采用I18和I22b两种不同型号的竖直中隔壁,得到采用I22b钢架的中隔壁产生的最大应力能降低23.09%.     

基于事件树理论的既有隧道冻害等级划分体系

为了便于制定隧道冻害整治措施,采用事件树理论,以隧道冻害发生为初始故障事件,以隧道冻害发展、衬砌剥落掉块、路面溢水结冰、衬砌漏水结冰为后续事件,分析每个安全隐患的内在联系,估算每个安全隐患的整改费用和损失;将既有公路隧道冻害程度划分为5级,对寒区公路隧道冻害扩展演变设计了一个通用表格,建立了公路隧道冻害等级体系,并以某公路隧道为例对该体系进行了验证。结果表明:建立的公路隧道冻害等级体系能有效指导该隧道的冻害整治工作,避免了以往依靠经验判别冻害程度的随意性,提高了冻害整治措施制定的科学性和有效性。     

重载卡车运行对房屋振动影响分析与测试

为了研究重车运行时产生的振动对周边建筑物的影响范围,以兰州市西固区某村镇为依托,采用现场测试的方法,对地表质点振动的频率与传播速度进行测试,并利用相关规范进行评价,结果表明:1隧道临近建筑的垂直振速大于径向振速和切向振速,应以监测其垂直振速为主;2在当前重车运行方案下,所测80 t的前四后八的重车途经时引起的路边民房各测点的振动速度未超出民宅类房屋的地质点振动速度限值;3今后类似的工程,应考虑建筑物与振源的位置关系,预先对建筑物本身的完好程度做记录,并实时监测,从而保证建筑物的安全,避免纠纷的发生。研究结果可为类似工程提供借鉴。     

浅埋黄土隧道中系统锚杆支护作用的数值模拟

为了研究系统锚杆在浅埋黄土隧道中的支护效果,以陕西吴堡—子洲高速公路刘家坪5号隧道为依托,利用MIDAS/GTS有限元分析软件分别建立有、无系统锚杆的分析模型,计算分析了6个开挖阶段和截止到二衬施作阶段的隧道变形量,并将数值模拟结果与实测结果进行了对比分析。结果表明:浅埋黄土隧道施工过程中,有系统锚杆的隧道变形值大于无系统锚杆的变形值,这是由于锚杆是在钢架支设后进行打设,锚杆的打设不仅破坏了土体的稳定,而且延误了喷射混凝土和钢架支护的最佳时机,使变形量增加;有、无系统锚杆拱顶下沉和净空收敛的现场实测值基本处于同一数量级,说明在浅埋黄土隧道中系统锚杆的作用不显著,可以取消。     

陡峭边坡条件下生活垃圾卫生填埋场高密度聚乙烯（HDPE）膜拉伸稳定分析

我国西部地区的卫生垃圾填埋场多处于陡峭冲沟之内,难以应用现行《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ 17—2004)进行HDPE膜锚固工程设计与施工。以甘肃陇南地区某县城陡峭边坡条件下生活垃圾卫生填埋场HDPE膜为研究对象,采用有限元软件MIDAS/GTS数值模拟分析。随着垃圾堆体填筑高度的增加,地基变形与边坡HDPE膜拉伸稳定性变化。计算结果表明:随着垃圾填埋高度的增加,地基变形量较小,最大竖向位移仅为0.4 mm;HDPE膜的应力随着垃圾填埋物填埋高度的增加而增加,最大拉应力发生在底层锚固沟处,为0.62 MPa。     

综合蓄热法在地铁车站混凝土冬期养护中的应用研究

对综合蓄热法的概念及相应施工要求、养护热工计算进行了阐述,并以哈尔滨地铁一号线哈尔滨东站为工程依托,针对城市地铁明挖车站冬期施工特点,在设计及施工中采用综合蓄热法养护技术,以测温数据指导施工,确保混凝土养护期间不受冻害影响,实现了车站主体结构冬期施工安全、质量达标的目标。并得出如下结论:1)采用综合蓄热的养护方法,经测温显示当大气温度最低为-10℃时,混凝土温度为16℃,棚架内温度为7℃,当大气温度为-3℃时,混凝土温度为25℃,棚架内温度为14℃;2)浇注完成,现场留设同条件养护试件3组,经试压,在此条件下养护3 d时的混凝土强度可达到抗冻临界强度要求(设计强度的30%);3)采用上述养护方法可满足大气温度在0℃～-15℃之间的混凝土养护。可为类似工程提供借鉴。     

沥青混凝土路面纵向裂缝发展影响因素初探

路面裂缝是长期困扰建设者的问题之一。针对沥青混凝土路面纵向裂缝的问题，建立路基路面结构的三维模型，运用三维有限元对其进行分析。根据数值分析的结果，得到路面与轮胎接触面下处于复杂应力状态，轮隙（并排两轮向的缝隙）中心点处于x，y方向受拉，z方向受压的应力状态，该状态可加剧纵向裂缝的发展。同时，沥青混凝土面层在荷载作用下的差异沉降也可导致和加速纵向裂缝的产生、发展及路面损坏。得出的结论为进一步研究纵向裂缝出现的原因、影响因素及发展规律等提供了基本依据。