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深埋软岩隧道衬砌开裂原因分析及整治技术研究

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黑龙江科学 2024年第6期15卷 143-145页

作者：杜志勇中铁十二局集团第二工程有限公司太原034100

针对深埋高地应力软岩大变形隧道支护开裂问题,以某铁路A工程为依托,分析了衬砌开裂的原因,结合现场实际条件提出相应的整治技术。研究表明,复杂地质构造及高地应力岩体流变等因素引发围岩挤压甚至松动变形是衬砌开裂的主要原因,采用围... 详细信息

针对深埋高地应力软岩大变形隧道支护开裂问题,以某铁路A工程为依托,分析了衬砌开裂的原因,结合现场实际条件提出相应的整治技术。研究表明,复杂地质构造及高地应力岩体流变等因素引发围岩挤压甚至松动变形是衬砌开裂的主要原因,采用围岩加固+拆换衬砌整治技术有效控制大变形及二次开裂问题,可保障隧道后期运营安全,为类似工程提供参考。

关键词：衬砌开裂深埋软岩大变形隧道高地应力拆换施工技术

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应力释放率对水工隧洞衬砌开裂影响及其评价

价值工程 2024年第11期43卷 61-63页

作者：王来柱中铁十七局集团第二工程有限公司西安710000

由于目前对于应力释放率对隧洞衬砌开裂影响及临界应力释放率评价缺乏系统研究,本文以水工隧洞K11+892.2~K12+012.2段为工程背景,运用弹塑性有限元分析应力释放率对隧道衬砌开裂影响程度,评价隧道衬砌开裂所对应的临界应力释放率。研究... 详细信息

由于目前对于应力释放率对隧洞衬砌开裂影响及临界应力释放率评价缺乏系统研究,本文以水工隧洞K11+892.2~K12+012.2段为工程背景,运用弹塑性有限元分析应力释放率对隧道衬砌开裂影响程度,评价隧道衬砌开裂所对应的临界应力释放率。研究结果表明:隧洞横断面水平应力最大值与应力释放率大致呈非线性的负相关的关系,且随着应力释放率的增大而衬砌水平应力逐渐减小,并确定了临界应力释放率为61.5%,可有效确定衬砌的支护时机。本成果应用于水工隧洞施工不同阶段混凝土衬砌开裂风险评估,可有效指导水工隧洞建设的安全。

关键词：水工隧洞应力释放率弹塑性有限元分析衬砌开裂影响评价

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水工隧洞衬砌的极限变形分析与开裂判别

价值工程 2024年第11期43卷 68-70页

作者：张鹏中铁十七局集团第二工程有限公司西安710000

衬砌开裂会对水工隧洞衬砌的承载力和安全性造成不同程度的影响,隧洞衬砌极限变形与开裂判别则成为隧洞工程施工中急需解决的关键问题之一,然而,目前对于隧洞衬砌开裂的极限变形计算与判别的研究较少,因此,本文以水工隧洞K68+932~K69+05... 详细信息

衬砌开裂会对水工隧洞衬砌的承载力和安全性造成不同程度的影响,隧洞衬砌极限变形与开裂判别则成为隧洞工程施工中急需解决的关键问题之一,然而,目前对于隧洞衬砌开裂的极限变形计算与判别的研究较少,因此,本文以水工隧洞K68+932~K69+052段为例,通过对水工隧洞衬砌开展衬砌开裂的极限变形分析,研究衬砌的开裂情况和极限变形条件。研究结果表明:隧洞衬砌轴向水平应力最大值与差异位移量呈非线性增大的关系;衬砌能承受的向下最大相对位移为0.075mm/m、向上最大相对位移为0.065mm/m时,衬砌最大拉应力基本达到了衬砌混凝土的抗拉强度,可能开始出现裂缝。成果已用于秦岭输水隧洞工程建设不同阶段混凝土衬砌安全分析评估,有效指导了秦岭输水隧洞工程建设。

关键词：水工隧洞衬砌衬砌开裂有限元计算极限分析

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寒区公路隧道病害检测与综合整治技术研究

现代交通技术 2024年第2期21卷 52-56,62页

作者：周志宇姚晨晨陈栋许勇山东轨道交通勘察设计院有限公司济南250014 中国地质学会北方岩溶城市地下空间探测与开发利用创新基地济南250014 山东省环科院环境工程有限公司济南250109

针对寒区公路隧道在长期服役中产生的病害问题,采用地质雷达等方法进行检测,并通过整理、分析检测结果,评定隧道病害总体技术状况,详述隧道衬砌劣化、拱顶衬砌厚度不足、衬砌开裂及渗漏水等明显病害的检测与综合整治技术。提出两种病害... 详细信息

针对寒区公路隧道在长期服役中产生的病害问题,采用地质雷达等方法进行检测,并通过整理、分析检测结果,评定隧道病害总体技术状况,详述隧道衬砌劣化、拱顶衬砌厚度不足、衬砌开裂及渗漏水等明显病害的检测与综合整治技术。提出两种病害综合整治方案,并比较方案的优缺点,重点论证三次衬砌方案的可行性,总结了一套较为系统的寒区公路隧道病害综合整治技术。施工方案安全可靠、效果良好,研究成果可为类似公路隧道病害的检测、评价与综合整治工程提供借鉴。

关键词：公路隧道病害检测病害整治衬砌开裂三次衬砌

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富水段隧道衬砌裂缝成因及安全评价

新城建科技 2024年第4期 120-122页

作者：安伟中铁十一局集团第二工程有限公司

隧道设计在公路及铁路中的应用越来越常见，不少隧道在修建和运营期间出现了病害现象，而衬砌开裂是隧道中出现的主要病害之一。文中基于江西某高速隧道病害检测结果，从地质、地下水、温度方面分析隧道衬砌裂缝产生的因素。采用荷载-... 详细信息

隧道设计在公路及铁路中的应用越来越常见，不少隧道在修建和运营期间出现了病害现象，而衬砌开裂是隧道中出现的主要病害之一。文中基于江西某高速隧道病害检测结果，从地质、地下水、温度方面分析隧道衬砌裂缝产生的因素。采用荷载-结构法建立隧道结构计算模型，通过模拟裂缝对衬砌结构承载力的影响，综合评价隧道衬砌结构的安全性，针对不同裂缝发展规律提出不同的处治方法，为类似工程提供借鉴。

关键词：隧道工程衬砌开裂安全评价数值模拟

来源：博看期刊

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马道岭隧道套拱加固设计及计算分析

北方交通 2024年第2期 60-63,67页

作者：李宇翔田听雨辽宁省交通规划设计院有限责任公司沈阳市110166

以绥珠线马道岭隧道提质升级为背景,通过现场检测获取其主要缺陷信息,采用“裂缝修补+衬砌背后空洞注浆回填+钢拱架套拱”方案对衬砌开裂段进行加固处理。通过Midas有限元计算软件对裂缝产生的机理及套拱施做后的安全性进行计算,结果表... 详细信息

以绥珠线马道岭隧道提质升级为背景,通过现场检测获取其主要缺陷信息,采用“裂缝修补+衬砌背后空洞注浆回填+钢拱架套拱”方案对衬砌开裂段进行加固处理。通过Midas有限元计算软件对裂缝产生的机理及套拱施做后的安全性进行计算,结果表明,二衬叠合式套拱方案安全有效。

关键词：马道岭隧道套拱加固衬砌开裂安全系数

双连拱隧道施工中衬砌开裂与力学行为研究进展

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工程力学 2023年第5期40卷 1-19页

作者：程晓辉随意赵作周魏家旭清华大学土木工程系北京100084 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 云南省建设投资控股集团有限公司昆明650501

双连拱隧道因其较高的空间利用率而在工程中被广泛应用,然而在后行洞施工过程中先行洞衬砌常发生开裂。为研究此过程中衬砌的开裂及力学行为,该文提出了将分布式光纤监测、反演分析方法及可反映混凝土开裂行为的有限元模拟相结合的研究... 详细信息

双连拱隧道因其较高的空间利用率而在工程中被广泛应用,然而在后行洞施工过程中先行洞衬砌常发生开裂。为研究此过程中衬砌的开裂及力学行为,该文提出了将分布式光纤监测、反演分析方法及可反映混凝土开裂行为的有限元模拟相结合的研究方法,在广泛调研国内外文献的基础上,梳理总结了该课题组研究相关成果,包括:依托于实际工程,实现了分布式光纤监测在连拱隧道施工中的应用;提出了精度更高的衬砌结构力学行为反演分析方法;验证了利用总应变旋转裂缝本构模型反映复杂受力及约束下的钢筋混凝土构件力学性能和开裂模式的可行性。该文的研究方法与结论可为有关工程实践提供参考。

关键词：双连拱隧道衬砌开裂分布式光纤监测基于曲梁理论的反演分析总应变旋转裂缝本构模型

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基于断裂力学理论的隧道衬砌开裂病害分级

中国铁道科学 2019年第3期40卷 72-79页

作者：刘勇韩宇石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 中国铁路设计集团有限公司城市轨道交通事业部天津300143

以开裂隧道衬砌为研究对象,基于线弹性断裂力学理论,得到平面应变状态下衬砌结构Ⅰ型和Ⅱ型裂缝尖端应力场及位移场,借鉴混凝土工程经验提出隧道衬砌开裂判据;数值模拟分析不同围岩级别下衬砌结构各部位不同开裂深度时的裂缝处最大主应... 详细信息

以开裂隧道衬砌为研究对象,基于线弹性断裂力学理论,得到平面应变状态下衬砌结构Ⅰ型和Ⅱ型裂缝尖端应力场及位移场,借鉴混凝土工程经验提出隧道衬砌开裂判据;数值模拟分析不同围岩级别下衬砌结构各部位不同开裂深度时的裂缝处最大主应力、裂缝尖端应力强度因子和稳定性系数。结果表明:当衬砌拱顶开裂时,裂缝尖端主拉应力最大,衬砌结构的稳定性系数最小;当衬砌拱腰和拱脚开裂时,裂缝尖端主压应力最大,衬砌结构的稳定性系数较大;裂缝深度与裂缝尖端应力强度呈正相关关系,与稳定性系数呈负相关关系。以裂缝深度为参量(稳定性系数f)对隧道衬砌开裂病害进行分级:当f衬砌裂缝划分为扩展中裂缝;当f≥1且主应力未超过混凝土材料极限强度,可进一步将1≤f开裂深度。

关键词：隧道病害衬砌开裂裂缝深度稳定性系数病害分级断裂力学

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基于围岩浸水的黄土公路隧道衬砌开裂分析

中国公路学报 2018年第5期31卷 117-126,150页

作者：宋维龙来弘鹏刘禹阳杨文辉朱志铎东南大学岩土工程研究所江苏南京210096 长安大学陕西省公路桥梁与隧道重点实验室陕西西安710064

针对甘肃省境内某黄土公路隧道的衬砌开裂现状,采用统计分析的方法对隧道衬砌裂缝的分布特征进行了系统研究;通过有限元数值模拟,详细分析了多种围岩浸水工况下隧道结构的变形规律和应力特征,并将数值模拟结果与隧道现场裂缝分布特征进... 详细信息

针对甘肃省境内某黄土公路隧道的衬砌开裂现状,采用统计分析的方法对隧道衬砌裂缝的分布特征进行了系统研究;通过有限元数值模拟,详细分析了多种围岩浸水工况下隧道结构的变形规律和应力特征,并将数值模拟结果与隧道现场裂缝分布特征进行对比,给出了围岩浸水恶化条件下衬砌结构开裂的原因、规律和特征。研究结果表明:地表水通过土体裂缝入渗是衬砌开裂的主要原因,衬砌裂缝主要分布于拱部和边墙;围岩发生浸水后,浸水范围内的土体强度降低,失去承载力,隧道上部围岩下沉,挤压衬砌结构;随着围岩浸水范围的扩大,隧道结构的受力与变形状态逐渐恶化,结构呈压扁趋势且产生偏压,引起拱部内表面被拉裂,边墙内表面由于局部压应力过大产生开裂;拱部开裂先于边墙且开裂情况最为严重,隧道上下行线相邻两边墙衬砌开裂情况较另外两边墙严重,数值模拟结果与现场衬砌裂缝特征基本吻合;在相似工程条件的黄土隧道设计时,应加强隧道拱部结构的抗拉性能和边墙结构的抗压性能。

关键词：隧道工程衬砌开裂数值模拟开裂机理围岩浸水