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下伏缓倾煤层开采对既有铁路隧道安全性影响分析

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中国铁道科学 2022年第2期43卷 86-95页

作者：孙克国刘旭袁子义肖支飞侯宗豪龚伦西南交通大学土木工程学院四川成都610031 云南省交通规划设计研究院有限公司隧道与交通工程分院云南昆明650011

为量化下伏煤层开采对上部既有铁路隧道的显著影响,以近接缓倾煤层开采区的某铁路隧道为工程背景,构建三维数值分析模型并分别采用现场监测和理论计算的方式进行验证;通过数值模拟分析煤层开采全过程中隧道衬砌的变形,对比煤层开采前与... 详细信息

为量化下伏煤层开采对上部既有铁路隧道的显著影响,以近接缓倾煤层开采区的某铁路隧道为工程背景,构建三维数值分析模型并分别采用现场监测和理论计算的方式进行验证;通过数值模拟分析煤层开采全过程中隧道衬砌的变形,对比煤层开采前与开采至Ⅵ边界时隧道最不利截面内力,并利用最小安全系数和最大裂缝宽度2个指标评价煤层开采对上部铁路隧道安全性影响,确定煤层开采的竖向影响范围。结果表明:现场监测和理论计算2种方法均证明了数值模拟参数取值合理、方法可行;煤层开采过程中隧道洞口位置变形最大,沉降增加了7.38倍;煤层开采造成隧道近煤层侧仰拱和边墙内力增大,加剧了隧道洞口的偏压程度;自煤层开始开采到开采至Ⅵ边界的整个过程中,隧道安全系数降低了68.97%,隧道结构裂缝宽度最大达到2.01 mm且与现场检测得到的隧道结构裂缝病害情况相一致;煤层开采的竖向影响范围为自开采区竖向往上2449 m。

关键词：铁路隧道采空区安全性近接影响数值模拟

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桥梁桩基近接既有隧道的数值模拟分析

铁道标准设计 2018年第12期62卷 125-130页

作者：龚伦马相峰孔超梁振宁吴金霖西南交通大学土木工程学院成都610031 西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010

桥梁与隧道的近接施工是目前最常见的近接工程之一,为了研究桥梁桩基与隧道之间近距离施工所产生的影响,采用ANSYS模拟计算桩基近接隧道施工过程,通过桥梁桩基修建造成既有隧道位移和应力增量的变化,对桥梁桩基近接既有隧道进行影响分... 详细信息

桥梁与隧道的近接施工是目前最常见的近接工程之一,为了研究桥梁桩基与隧道之间近距离施工所产生的影响,采用ANSYS模拟计算桩基近接隧道施工过程,通过桥梁桩基修建造成既有隧道位移和应力增量的变化,对桥梁桩基近接既有隧道进行影响分区划分。结果表明:依据桥梁桩基与既有隧道的距离,可划分为强影响区、弱影响区和无影响区,3个区域的两个分区界限分别为1. 0倍和2. 0～2. 5倍洞径;桥梁桩基越长对隧道影响越大,一旦桩基伸入既有隧道潜在滑移破裂面以下,桩基继续加长对隧道的影响可忽略不计。用FLAC3D有限差分软件,对即将修建的宜(宾)毕(节)高速公路斑竹林大桥上跨成贵铁路青岗脚隧道工程进行三维计算,其结果验证了结论的正确性,并给出评估结果和合理建议。

关键词：桥梁桩基高铁隧道近接影响影响分区桩长

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下穿隧道锚的隧道力学响应规律及结构设计方法研究

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下穿隧道锚的隧道力学响应规律及结构设计方法研究

作者：刘轲瑞西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国交通事业的迅速发展,悬索桥接连穿山隧道的建造体系在我国西南地区较为常见,隧道锚由于诸多优点被用于悬索桥建设中。由此在施工建设过程中常常会出现隧道锚上跨隧道施工的情况,隧道锚与下穿隧道间的近接施工效应将会对其各自... 详细信息

随着我国交通事业的迅速发展,悬索桥接连穿山隧道的建造体系在我国西南地区较为常见,隧道锚由于诸多优点被用于悬索桥建设中。由此在施工建设过程中常常会出现隧道锚上跨隧道施工的情况,隧道锚与下穿隧道间的近接施工效应将会对其各自的稳定性产生影响,在隧道锚承载下锚塞体带动围岩共同承载势必会对隧道产生影响;建设过程中隧道锚爆破开挖,下穿隧道及中夹岩受爆破振动,对结构的安全性以及中夹岩的稳定性都将产生影响;我国西南地区地震频发,在地震作用下,隧道-围岩-隧道锚三者间相互影响,隧道结构安全性存在问题。基于上述问题,本文采用文献调研、理论分析、数值模拟等方法,以宁巧隧道-金沙江特大桥隧道锚工程为依托,对隧道下穿隧道锚近接影响、爆破动力影响、地震动影响及相应的设计方法和分区进行了研究,取得的主要成果如下:(1)探明了先隧后锚下隧道锚施工及承载近接对隧道影响特征,得到了锚塞体对围岩的作用荷载,建立了隧道锚对隧道力学影响模型,给出了隧道下穿隧道锚近接设计方法,评价了宁巧隧道下穿金沙江特大桥隧道锚近接设计,给出了不同因素下隧道受影响下的隆起位移,给出了设计施工措施建议。(2)明确了先隧后锚下隧道锚爆破振动对隧道的影响特征,建立了爆破动荷载下中夹岩振动模型,给出了爆破动荷载下隧道荷载-结构模型设计方法,推导了爆破荷载下中夹岩失稳预测公式,评价了宁巧隧道受爆破荷载下结构设计安全性及中夹岩安全厚度,给出了不同因素下中夹岩安全厚度的建议值。(3)探明了下穿隧道锚的隧道地震动力响应特征,揭示了在地震作用下隧锚净距、围岩级别、地震烈度分别对隧道响应的影响,给出了隧道下穿隧道锚地震影响分区。以上成果可为隧道下穿隧道锚近接体系的结构设计提供依据。

关键词：隧道下穿隧道锚近接影响爆破影响地震影响

小净距大断面隧道施工力学特性及长期稳定性研究

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小净距大断面隧道施工力学特性及长期稳定性研究

作者：吴恒滨重庆交通大学

学位级别：硕士

为适应日益增长的经济和交通发展要求,同时为解决分离式隧道最小净距要求所带来的展线不灵活、占地面积大、高边坡等突出问题,以三车道公路隧道为代表的小净距大断面隧道建设要求逐渐提升。但是,小净距大断面隧道的应用和研究尚处于起... 详细信息

为适应日益增长的经济和交通发展要求,同时为解决分离式隧道最小净距要求所带来的展线不灵活、占地面积大、高边坡等突出问题,以三车道公路隧道为代表的小净距大断面隧道建设要求逐渐提升。但是,小净距大断面隧道的应用和研究尚处于起步阶段,施工过程中的力学特性和规律、隧道之间的相互影响等诸多问题还缺乏系统研究,其设计理论和施工方法还未成熟,无法满足工程的需要。本文围绕重庆绕城高速公路北段N7合同段的小净距大断面隧道展开,以三车道朝阳寺隧道为背景,采用数值模拟、现场监测等方法,重点研究了小净距大断面隧道在施工过程中的力学性态,近接施工影响,合理净距探讨,长期稳定性等几个方面。首先针对小净距大断面施工力学特性复杂的特点,结合工程实例,采用数值模拟手段进行三维弹塑性分析,研究得到了隧道施工过程中隧道围岩变形规律,并引入屈服接近度的概念评价围岩及支护结构受力特性,探讨了小净距大断面隧道近接施工影响规律。为了选择小净距大断面隧道的开挖方法,进行了依托工程隧道在不同施工方法条件下的围岩和支护结构变形及受力特性分析研究。研究结果表明:在控制地表沉降,降低隧道近接施工影响等方面效果最为明显的是双侧壁导坑法,依次为CRD法、台阶法、全断面法;其中CRD法、上下台阶法和全断面法屈服接近线呈蝴蝶形状,靠近中间岩柱处较另一侧大,而双侧壁导坑法可以有效的抑制围岩屈服范围,使得围岩受力更加匀称。借鉴小净距隧道现有研究成果,结合朝阳寺隧道工程实践,研究分析了小净距大断面隧道不同近接施工围岩和隧道的变形及受力特性,给出了较为合理的净距为1D～1.2D,并采用强度折减法在不考虑支护的情况下进行计算,结果与前述分析一致,在此基础上提出一种新的小净距大断面隧道合理净距选取原则。通过对小净距大断面隧道长期稳定性研究,分析得出流变作用对围岩变形在前10年影响较大,随着时间增长逐渐减小,并在50年时基本稳定;对支护结构受力影响主要体现在二衬上,但还远未达到产生屈服和破坏的程度。

关键词：小净距隧道大断面隧道施工力学近接影响净距优化开挖方法长期稳定性屈服接近度

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新建大跨桥梁全过程修建对既有隧道影响分析

江西建材 2024年第10期 257-259页

作者：谢坤伯王腾任玲昆明轨道交通集团有限公司中铁二院工程集团有限责任公司

新建结构极易造成周边土体位移，进而影响既有地下结构运营、结构安全。文中以云南某特大桥施工为例，通过全过程数值模拟的方法，对高速公路特大桥施工造成的既有隧道变形影响进行分析。结果表明，墩台基坑开挖施工阶段，既有隧道结构... 详细信息

新建结构极易造成周边土体位移，进而影响既有地下结构运营、结构安全。文中以云南某特大桥施工为例，通过全过程数值模拟的方法，对高速公路特大桥施工造成的既有隧道变形影响进行分析。结果表明，墩台基坑开挖施工阶段，既有隧道结构向基坑侧变形，随着上部结构施作及临时荷载增加，整体向远离桥梁侧产生变形。既有隧道结构的最大竖向沉降量为2.59 mm,最大水平位移为0.6 mm。

关键词：桥梁工程近接影响盾构隧道数值模拟