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含水率影响下黄土盾构隧道壁后注浆浆液扩散特性试验研究

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岩土工程学报 2024年

作者：叶飞李思翰夏天晗张才飞韩兴博长安大学公路学院

为了揭示黄土盾构隧道壁后注浆浆液在地层中的扩散形式和规律，考虑盾构隧道盾尾间隙特征，建立含水率、渗流压力、土压力可实时监测以及扩散过程可视的模型试验系统。考虑黄土不同含水率，通过试验研究浆液扩散形式以及注浆过程中的含... 详细信息

为了揭示黄土盾构隧道壁后注浆浆液在地层中的扩散形式和规律，考虑盾构隧道盾尾间隙特征，建立含水率、渗流压力、土压力可实时监测以及扩散过程可视的模型试验系统。考虑黄土不同含水率，通过试验研究浆液扩散形式以及注浆过程中的含水率、渗流压力和土压力变化规律。研究结果表明：在相同干密度下，不同含水率对壁后注浆浆液扩散形式影响显著；含水率为10%时，浆液未发生明显扩散，浆-土形成了明显的分界面，仅分界面处的含水率发生显著变化，各分层土体土压力较大；含水率为20%和30%时，浆液扩散范围增大，各分层土体含水率均有变化，土压力和渗流压力出现了阶跃曲线，土体中形成了明显的浆脉。黄土盾构隧道壁后注浆中浆液的扩散形式主要为压密扩散、压滤扩散和劈裂扩散。

关键词：黄土盾构隧道壁后注浆模型试验浆液扩散形式

低渗地层盾构隧道壁后注浆压密-劈裂扩散模型研究

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岩土工程学报 2023年第10期45卷 2014-2022页

作者：叶飞李思翰夏天晗苏恩杰韩兴博张才飞长安大学公路学院陕西西安710064

通过对盾构隧道环向浆液压力分布、起劈压力分布的计算,建立了低渗地层盾构隧道壁后注浆压密-劈裂扩散模型,提出了环向劈裂区间角及其计算方法,给出了浆液扩散距离与劈裂通道宽度计算式,并分析土体侧压力系数、盾构埋深对劈裂区间角的... 详细信息

通过对盾构隧道环向浆液压力分布、起劈压力分布的计算,建立了低渗地层盾构隧道壁后注浆压密-劈裂扩散模型,提出了环向劈裂区间角及其计算方法,给出了浆液扩散距离与劈裂通道宽度计算式,并分析土体侧压力系数、盾构埋深对劈裂区间角的影响及土体弹性模量、浆液黏度对浆液最大扩散距离与劈裂通道宽度的影响,结合理论对盾构掘进过程中地表冒浆问题进行了讨论。研究结果表明:在低渗地层进行盾构隧道壁后注浆时,浆液在劈裂区间角内以劈裂形式扩散,在其余区域以压密形式扩散;劈裂区间角与土体侧压力系数、隧道埋深均呈负相关关系;最大扩散距离与注浆压力差,最大通道宽度与最大扩散距离均呈指数关系,其指数分别为4,0.25;正常注浆参数下,浆液向下扩散距离远大于向上扩散距离,结合某城际铁路盾构隧道实际注浆参数及地层参数,分析了地表冒浆的原因,进一步验证了该扩散模型的合理性。

关键词：盾构隧道壁后注浆劈裂扩散扩散距离

在役隧道环境侵蚀下管片承载能力概率劣化模型

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中国公路学报 2022年第1期35卷 49-58页

作者：韩兴博叶飞夏天晗张稳军邓念兵长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学公路大型结构安全教育部工程研究中心陕西西安710064 天津大学建筑工程学院天津300350 宁波市交通工程管理中心浙江宁波315042

在役盾构隧道管片衬砌的承载能力劣化模型是隧道结构耐久性评价及科学养护的基础。以建立能考虑工程不确定性的钢筋混凝土管片概率承载能力劣化模型为目标,考虑隧道运营环境的主要侵蚀因子及管片衬砌的压弯受力特性,建立碳化侵蚀与氯离... 详细信息

在役盾构隧道管片衬砌的承载能力劣化模型是隧道结构耐久性评价及科学养护的基础。以建立能考虑工程不确定性的钢筋混凝土管片概率承载能力劣化模型为目标,考虑隧道运营环境的主要侵蚀因子及管片衬砌的压弯受力特性,建立碳化侵蚀与氯离子侵蚀下管片主筋的锈蚀模型;考虑锈蚀管片中钢筋的截面面积损失以及钢筋-混凝土黏结滑移,以钢筋锈蚀率为媒介,构建锈蚀管片的时变抗弯及抗压承载能力计算模型;考虑衬砌管片抗弯及抗压承载能力的系统特性和相关性,基于概率统计理论,建立衬砌结构系统失效概率及可靠度的计算模型与方法。通过算例发现:管片抗弯承载能力劣化显著于抗压承载能力劣化,服役100年时,剩余抗弯承载能力和抗压承载能力分别约为初始值的30%和97%;结构抗力的均值与标准差均随结构劣化而减小;对管片的受弯模式,可靠度在95年时,拱顶、边墙及拱底部分位置不足规范要求,管片受压模式的可靠度(3.4~3.9)始终维持在较高水平;受弯和受压模式的相关性系数在0.93左右,管片结构的失效主要由抗弯承载能力不足引起。研究结果可为盾构隧道管片衬砌的耐久性设计及养护策略制定提供支持。

关键词：隧道工程管片衬砌概率劣化模型可靠度分析时变压弯承载能力

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公路隧道景观设计现状和思考

中国公路学报 2022年第1期35卷 23-37页

作者：叶飞苏恩杰梁晓明张兴冰夏天晗魏艳春长安大学公路学院陕西西安710064 中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430010

公路隧道由于结构特殊性,导致其交通事故率和死亡率高于普通路段。适宜的隧道景观可以有效缓解驾驶人的不适心理,合理的隧道洞口景观还能缓和行车环境的剧烈变化,从而提高驾驶安全。由于缺乏成熟的设计体系和详细的行业规范,隧道景观在... 详细信息

公路隧道由于结构特殊性,导致其交通事故率和死亡率高于普通路段。适宜的隧道景观可以有效缓解驾驶人的不适心理,合理的隧道洞口景观还能缓和行车环境的剧烈变化,从而提高驾驶安全。由于缺乏成熟的设计体系和详细的行业规范,隧道景观在设计过程中随意性较大,效果把控困难。目前部分设计未充分考虑驾驶特性,使隧道景观在行车安全方面的作用未充分体现。针对隧道景观的设计与研究现状,基于驾驶安全和舒适性,对隧道洞口景观(洞门外观、洞口绿化、洞口标志)和洞内景观(拱顶及侧墙、洞内路面、洞内景观带)进行分析总结,提出了相应的设计建议,并指出了隧道景观设计中亟待解决的问题。结果表明:隧道洞门外观既要考虑单一元素,还要考虑不同元素的叠加效应,而目前对公路隧道洞门外观进行详细研究还较少,面对各种造型独特的洞门外观尚需有效的评价指标,以实现洞门外观定量分析;洞口绿化能够有效提高驾驶舒适性及缓和洞内外亮度差,应尽量设置丰富的绿化使隧道洞口更加美观,但植物种类选择、植被搭配、植株间距量化等方面仍需系统研究与总结;目前隧道铭牌设计的随意性较大,若设计不当可能存在负面影响,此外应尽量避免在洞口设置亮度高、颜色艳的广告牌和标语;洞内拱顶及侧墙设计应打破惯性思维,积极探索浅色系及合适的图案装饰;为了在隧道中充分发挥彩色路面的作用,尚需对彩色路面设置的位置、颜色、长度、形式等问题进行定量分析;洞内景观带可有效缓解驾驶疲劳,但其布设位置、间距及长度等参数仍需深入研究。同时,针对当前隧道景观研究方法存在的问题,在研究方式、试验人员选取及研究指标选取方面提出些许建议。

关键词：隧道工程洞口景观综述洞内景观设计架构安全舒适

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盾构隧道壁后注浆浆液与地层适配性优选方法

岩土工程学报 2022年第12期44卷 2225-2233页

作者：叶飞夏天晗应凯臣李永健梁晓明韩兴博长安大学公路学院陕西西安710064 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031

盾构隧道壁后注浆是盾构施工中的关键技术,在保证围岩稳定、控制地层变形、有效抑制管片上浮等方面有着良好的效果,注浆浆液与地层相适配是影响其效果的核心因素。通过对中国144个地铁隧道项目壁后注浆材料进行调研,并引入博弈论权重的T... 详细信息

盾构隧道壁后注浆是盾构施工中的关键技术,在保证围岩稳定、控制地层变形、有效抑制管片上浮等方面有着良好的效果,注浆浆液与地层相适配是影响其效果的核心因素。通过对中国144个地铁隧道项目壁后注浆材料进行调研,并引入博弈论权重的TOPSIS评价方法和研发一维注入装置进行室内注入试验,得到了实际工程中圆砾地层的适配浆液配合比具体值。研究表明:目前盾构隧道壁后注浆仍以单液浆为主,含水地层中选用的多为双液浆或改性单液浆;经注入试验验证,采用TOPSIS评价方法提出与目标地层相适配的浆液配合比范围值是可靠的;通过自主研发的装置进行实际注入,得到了与目标地层相适配的浆液配合比具体值,演算例中圆砾地层浆液配合比具体值建议为水胶比为0.9,胶砂比为0.7,膨水比为0.2,0.3,灰粉比为0.4。基于提出的优选方法,可以为不同地层浆液配合比具体值的选取提供参考。

关键词：盾构隧道壁后注浆浆液配合比优选方法注入试验地层适配性

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基于驾驶舒适性的公路隧道侧壁装饰研究

现代隧道技术 2022年第4期59卷 196-203页

作者：叶飞张兴冰苏恩杰温小宝夏天晗魏艳春长安大学公路学院西安710064 中国市政工程中南设计研究总院有限公司武汉430010

适宜的公路隧道景观可以有效缓解行车环境的变化及驾驶人的不适心理,提高驾驶安全性和舒适性。采用驾驶模拟试验方法,利用眼动和心率指标作为评价标准,从动态视角对隧道洞内景观舒适性和安全性进行评价研究。通过改变隧道洞内侧壁装饰,... 详细信息

适宜的公路隧道景观可以有效缓解行车环境的变化及驾驶人的不适心理,提高驾驶安全性和舒适性。采用驾驶模拟试验方法,利用眼动和心率指标作为评价标准,从动态视角对隧道洞内景观舒适性和安全性进行评价研究。通过改变隧道洞内侧壁装饰,设计了3种不同景观模型,对评价方法的合理性予以验证。研究结果表明:驾驶模拟试验配合眼动及心率指标的评价方法可以很好应用于隧道洞内景观评价之中;3种装饰方案对驾驶舒适度的影响显著,对驾驶安全的影响不明显;不同方案均会增加瞬时负荷,其中白色涂料方案增加的瞬时负荷最高,蓝天白云方案增加的瞬时负荷最低;3种方案均不导致安全问题。

关键词：公路隧道隧道侧壁景观舒适性评价驾驶模拟试验显著性分析

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隧道喷射混凝土外掺料抗钙溶蚀结晶试验研究

地下空间与工程学报 2023年第5期19卷 1515-1526,1535页

作者：叶飞李永健夏天晗田崇明赵猛长安大学公路学院西安710064 山东高速基础设施建设有限公司济南250014 广东省中山市交通运输局广东中山528499 河北省交通规划设计研究院石家庄050021

为了减缓隧道喷射混凝土钙溶蚀导致的排水系统结晶堵塞现象,在调研了多种混凝土外掺料的基础上,从消耗游离Ca(OH)_(2)、填充混凝土孔隙两方面,分别选取抗碱剂和纳米二氧化硅、粉煤灰和纳米碳酸钙进行室内单掺试验。试验主要从排水管上... 详细信息

为了减缓隧道喷射混凝土钙溶蚀导致的排水系统结晶堵塞现象,在调研了多种混凝土外掺料的基础上,从消耗游离Ca(OH)_(2)、填充混凝土孔隙两方面,分别选取抗碱剂和纳米二氧化硅、粉煤灰和纳米碳酸钙进行室内单掺试验。试验主要从排水管上结晶情况、溶出液中钙离子浓度、溶出液流量变化和算得的钙溶出总量4个方面,通过不同掺料之间的组内比较和同种掺料不同掺量下的比较,比选出减少钙溶蚀结晶效果较好的外掺料及其最优掺量。结果表明:在消耗游离Ca(OH)_(2)方面,9%掺量下的抗碱剂抗钙溶蚀结晶效果最佳;在填充混凝土孔隙方面,6%掺量下的纳米碳酸钙抗钙溶蚀结晶效果最佳。研究结果可为隧道排水系统结晶堵塞病害的预防提供一定参考。

关键词：隧道工程喷射混凝土外掺料钙溶蚀结晶

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公路隧道命名的现状分析和改进意见

隧道建设（中英文） 2022年第S02期42卷 1-5页

作者：叶飞夏天晗张兴冰苏恩杰梁晓明韩兴博长安大学公路学院陕西西安710064

随着近年来公路隧道建设数量的激增,隧道命名科学、规范应该是实现隧道工程建设标准化的工作之一。合适的公路隧道名称不仅可以发挥其定位、识别的作用,也可以体现其文化内涵,彰显其工程价值。基于对公路隧道名称的调研和梳理,结合大量... 详细信息

随着近年来公路隧道建设数量的激增,隧道命名科学、规范应该是实现隧道工程建设标准化的工作之一。合适的公路隧道名称不仅可以发挥其定位、识别的作用,也可以体现其文化内涵,彰显其工程价值。基于对公路隧道名称的调研和梳理,结合大量典型公路隧道命名案例,发现现阶段公路隧道命名没有行业统一规范,显得随意、甚至于重复、低俗等问题,因此提出公路隧道命名的基本要求和“5步3层次”的命名流程及方法建议,建议命名通过要素收集、初案确定、民情征求、专家论证、定名及更正5个步骤进行确定,层次根据隧道规模和需求进行确定。

关键词：公路隧道命名命名流程工程应用

再谈幼小衔接:学习是“平稳上坡”不是“断崖跳跃”

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早期教育（家庭教育） 2023年第7期 72-81页

作者：张燕娃陈丹琴夏天晗杨柳南京市拉萨路小学南京市太平巷幼儿园

幼小衔接一直是社会和家长们关注的热点话题。教育部2021年印发了《关于大力推进幼儿园与小学科学衔接的指导意见》,提出完善家园校共育机制,帮助家长认识过度强化知识准备、提前学习小学课程内容的危害,缓解家长的压力和焦虑,从而营造... 详细信息

幼小衔接一直是社会和家长们关注的热点话题。教育部2021年印发了《关于大力推进幼儿园与小学科学衔接的指导意见》,提出完善家园校共育机制,帮助家长认识过度强化知识准备、提前学习小学课程内容的危害,缓解家长的压力和焦虑,从而营造良好的家庭教育氛围,积极配合幼儿园和小学做好衔接。幼小衔接包括身心准备与适应、生活准备与适应、社会准备与适应以及学习准备与适应等,往期栏目中我们曾就这些主题进行过深入探讨。而根据读者咨询的问题来看,家长们的焦虑来源还是集中在孩子的学习上,很多家长通过送孩子上“幼小衔接班”学习拼音、识字、计算等,以期能够赢在起跑线。其实,单单就孩子的学习准备与适应来说,家长们需要关注学习兴趣、学习习惯和学习能力等方面的因素,因为这是孩子学好具体知识内容的前提条件。本期我们邀请了南京市拉萨路小学和南京市太平巷幼儿园4位经验丰富的一线教师,谈谈学习衔接的正确打开方式。

关键词：幼小衔接读者咨询小学课程一线教师打开方式幼儿园学习习惯学习兴趣