隧洞围岩应力开挖扰动特征与规律研究

以锦屏二级水电站引水隧洞为研究实例,对引水隧洞掌子面推进过程中的围岩应力状态和主应力轴变化规律进行了研究.分别通过地质数据处理中的"极点图"表现方法和断裂力学应力状态参数应力三维度,来描述主应力轴的旋转变化规律和应力状态变化规律.研究表明,随着掌子面推进,掌子面前方的围岩主应力轴方向调整具有一定共性,均表现为最大、最小主应力以一定交角指向临空面,中间主应力近似平行临空面,隧洞围岩应力状态由三轴受压状态转化至双轴压缩或单轴压缩状态.最后,根据应力三维度随开挖进尺的变化关系和空间分布特征,将隧洞围岩开挖应力扰动区分为强应力扰动区和弱应力扰动区,分析了各扰动区的应力扰动特征和规律,相关结论与认识对于围岩开挖扰动研究具有较大的理论和工程意义.     

高速公路改扩建中航测数模技术的应用

本文笔者结合实际工程项目,对高速公路改扩建工程中的航测数模技术应用进行了介绍。     

“人非共板”在城市道路中的利弊及适用条件

结合人非共板在城市道路建设中的积极作用和存在的问题,对其优缺点进行了分析,提出了人非共板的合理适用条件,为人非共板的理论分析及工程应用提供了理论依据和借鉴。     

翠竹岭隧道病害整治方案

我国数量极大的高速公路隧道基本集中在约20年间建成，可以预见今后面临的维修整治任务将十分艰巨。本文详细介绍了翠竹岭隧道病害整治方案，可为其它隧道病害整治的设计和施工提供一定的参考。     

高速公路填砂路基设计若干关键问题的探讨

在高速公路工程建设中,填砂路基的设计与一般路基设计不同,其具有特殊性的特点,合理可行的填砂路基设计对工程质量的提高有着重要作用。近年来,随着我国交通设施建设的快速发展,高速公路建设中的填砂路基设计也存在一定的问题。本文主要从四个方面着重探讨了高速公路填砂路基设计的关键问题。     

当前我国桥梁进行改造加固的方案设计和应用探讨

随着我国经济的飞速发展以及社会主义现代化建设的逐步完善,国家城市化进程日渐加快,交通建设水平已经成为了党和国家关注的焦点。众所周知,我国人口数量庞大,各地区交通都比较拥挤,桥梁建造工程作为缓解道路交通压力的有效对策,其受到的关注度自然更高。近年来,党和国家越来越重视桥梁的建设工程,不断加大资金投入数量,完善工程道路交通的建设水平。但是很多施工单位由于过于重视短期利益,将眼光放在了经济利益的获取上,忽略了工程的建设质量,桥梁改造加固工作就显得尤为重要。它能够改善桥梁一次建设中存在的质量问题,加固年久失修的桥梁,保证桥梁能够安全通车。本文就结合我国桥梁建设的实际,简单阐述一下如何对桥梁进行改造加固,制定切实可行的加固方案,做好方案的设计和应用工作,从而完善道路交通,确保安全运行。     

基于Fuzzy-AHP的膨胀土边坡稳定性多级综合评判

为快速有效评价运营期高速公路膨胀土边坡稳定性并采取科学的预防性养护对策,考虑评价模型的科学性与公路边坡养护的可操作性,总结现有国内外膨胀土边坡研究成果,选择反映公路膨胀土边坡特点的边坡稳定性指标,建立膨胀土边坡稳定性分析的Fuzzy-AHP分析模型。Fuzzy-AHP模型由2级4类14项评价指标组成,包括:坡体状况(边坡高度、坡度、土性、裂隙深度);水力及气象特征(渗流、输水设施、降雨强度、地下水位);防护及加固措施(防护结构状况、加固结构状况、植被覆盖率);其他因素(开挖方式、破坏历史、地震)。该模型基于Fuzzy理论(模糊数学)及AHP层次分析权重确定方法,通过AHP方法确定指标权重,然后结合模糊分析理论计算各指标的相对隶属度向量,通过模糊综合评判对膨胀土边坡的稳定性进行分析,确定相应边坡稳定性等级,最后通过工程实例验证该模型的正确性。研究结果表明:应用该模型可以使膨胀土边坡稳定性评价更全面,更科学合理,更符合公路边坡工程实际;该方法简便可行,结论可靠,具有一定的优越性,可为相关部门膨胀土边坡养护决策提供参考。     

沟谷地形对高填方盖板涵受力及填土沉降特性的影响

为探明山区沟谷地形对高填方盖板涵受力特性和填土沉降变形特性的影响,通过离心模型试验,选用自主研发的能够反映地形-涵洞-填土相互作用的模型试验平台,分析了不同沟谷宽度B和不同沟谷坡度α下盖板涵的涵-土界面土压力、涵顶填土沉降变形、涵洞结构内力以及涵顶垂直土压力集中系数K_s的变化特征,并提出了相关的工程技术建议。研究结果表明:涵-土界面土压力、涵顶垂直土压力集中系数K_s与沟谷宽度呈正相关,与沟谷坡度呈负相关;盖板涵涵顶土体沉降变形呈W形分布,随沟谷宽度的增大,涵顶土体内外沉降差δ逐渐增大;随沟谷坡度的增大,涵顶土体内外沉降差变化为δ→0→-δ;沟谷宽度为1.5D～5D时(D为涵洞计算跨径),对应等沉面高度变化范围为12.2～13.7 m;沟谷坡度为0°～60°时,对应等沉面高度变化范围为12.5～13.7 m,提出可用等沉面高度界定高填方涵洞,可取14 m作为其界定高度;盖板涵盖板下缘、涵底上缘中部受拉应力,盖板下缘为盖板涵结构受力最不利位置;高填方盖板涵施工时应充分利用原有地形,在确保边坡稳定的前提下,尽量保留边坡,或人为反开挖施工,增加沟坡、减小沟宽,坡体以沟谷宽度B≤3D、沟谷坡度α≥45°为宜。     

基于烟囱效应的高海拔超长公路隧道横通道设计参数研究

为研究烟囱效应作用下高海拔超长公路隧道的横通道间距及宽度等设计参数,以天山胜利隧道为例,运用火灾动力学模型FDS建立了不同坡度的高海拔公路隧道三维火灾燃烧模型,分析了高海拔隧道火灾温度及烟气的分布规律,给出了隧道内火灾模式下人员的可用安全疏散时间。考虑了高海拔及烟气对疏散速度折减、人体特征、车辆类型及载客量等因素,采用三维人员仿真模型Pathfinder建立了不同隧道横通道间距与宽度组合下的人员疏散模型,得到人员的必需安全疏散时间。基于安全疏散准则,给出了不同坡度下天山胜利隧道横通道的设计间距及宽度推荐值。结果表明：①隧道坡度越大,烟囱效应越明显,火源上坡方向温度上升及可视度下降速度越快,可用安全疏散时间越少;②隧道坡度为0.5%、1%、1.367%以及1.8%时,距离火源上游250m处的可用安全疏散时间分别为496s、456s、430s和415s。;③天山胜利隧道儿童、成年男性、成年女性及老人的疏散速度分别为0.72m/s、1.07m/s、0.91m/s和0.65m/s;④当隧道坡度为0.5%、1.0%、1.367%和1.8%时,建议横通道间距（宽度）分别设置为250m（2m）、250m（2.2m）、220m（2m）和220m（2.2m）。     

超长高海拔公路隧道火灾烟流扩散及温度分布规律

天山胜利隧道全长22km,是目前世界最长的在建高海拔高速公路隧道。本文采用FDS火灾动力学计算模型模拟了不同通风条件下海拔高度2850m的天山胜利隧道火灾发展过程,明确了不同通风条件下天山胜利隧道内火灾烟流的扩散规律以及温度的时空分布规律,提出了主隧道烟气的控制标准。结果表明：①考虑天山胜利隧道车型比例、多车辆串燃以及高海拔环境等因素,确定天山胜利隧道火灾火源规模折减为22MW;②当隧道不通风时,火源上方拱顶温度由于隧道坡度影响,具有明显先增大后衰减的趋势,相比于无坡度条件下,前者达到最高温度快,且最高温度低;③隧道内温度随着通风速度的增加和远离火源而降低,隧道内可视度随着远离火源先增加后减小、随着风速增加而增大;④随着风速增加,人眼特征高度处温度高于60℃、可视度低于10m的范围逐渐减少;⑤主隧道坡度为1.367%对应的火灾控烟临界风速为4m/s,横通道坡度为-7.5%时无通风条件下进本无烟气进入。