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“对抗”还是“屈让”?——围岩挤压性大变形处治的基本理念

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现代隧道技术 2024年第3期61卷 1-7页

作者：王建宇中铁西南科学研究院有限公司成都611731

文章在对高地应力软弱围岩的挤压性机理进行探讨的基础上,着重论述了处治挤压性大变形的“屈让”理念以及与此相关的“恒阻释放”技术;同时,对无张拉锚杆和预应力锚索两种不同岩体锚固措施控制围岩挤压性变形的作用进行了分析和比较。此... 详细信息

文章在对高地应力软弱围岩的挤压性机理进行探讨的基础上,着重论述了处治挤压性大变形的“屈让”理念以及与此相关的“恒阻释放”技术;同时,对无张拉锚杆和预应力锚索两种不同岩体锚固措施控制围岩挤压性变形的作用进行了分析和比较。此外,文中还讨论了采用充填高变形材料的离壁式衬砌,缓解残余形变压力荷载,克服“等待”二次衬砌施作时机的困难。

关键词：软弱围岩挤压性大变形处治屈让恒阻释放离壁式衬砌

创新之树常青——《现代隧道技术》创刊60周年

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现代隧道技术 2024年第2期61卷 1-4页

作者：王建宇中铁西南科学研究院有限公司成都611731

时值《现代隧道技术》创刊60周年,本文回顾了60年来中国隧道工程技术进步,追赶现代化水平的历史,并展望未来,论述技术创新目标从“长隧道机械化快速施工”到“安全,优质和环境友好”的提升。

关键词：《现代隧道技术》创刊60周年中国隧道工程技术进步技术创新目标

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列车活塞风对寒区铁路隧道温度场的影响

铁道工程学报 2024年第1期41卷 53-59,75页

作者：陶伟明卢春房何川郑波吴剑西南交通大学成都610031 中铁西南科学研究院有限公司成都611731

研究目的:列车通过隧道会产生活塞风,活塞风会将寒区隧道洞外冷空气带入洞内,导致洞内温度场分布发生变化,若对这种影响认识不到位,会导致洞内抗防冻措施不合理造成冻害发生,影响隧道运营安全。鉴于此,采用理论分析和数值模拟等方法,分... 详细信息

研究目的:列车通过隧道会产生活塞风,活塞风会将寒区隧道洞外冷空气带入洞内,导致洞内温度场分布发生变化,若对这种影响认识不到位,会导致洞内抗防冻措施不合理造成冻害发生,影响隧道运营安全。鉴于此,采用理论分析和数值模拟等方法,分析列车活塞风对隧道洞内温度场的影响机制,研究列车活塞风对寒区特长铁路隧道洞内温度场的影响规律,为寒区隧道抗防冻设计提供技术支撑。研究结论:(1)冬季列车通过隧道后,活塞风会引起洞内温度场在短时间内显著变化,列车活塞风对洞内温度场持续影响时间较短,列车通过后,洞内温度场会逐渐恢复,特别是当列车频次较小时,基本可恢复到自然通风条件下状态;(2)行车频次导致洞内纵向负温长度增大或减小率均在1%左右;随着围岩温度的增大,隧道洞内纵向负温长度显著降低,且围岩温度越高,活塞风作用方向对洞内温度场影响越小;(3)考虑活塞风对寒区隧道防寒抗冻影响时,应重点考虑其对两侧水沟抗防冻的影响;由于局部衬砌会出现交替冻融现象,隧道结构设计时,应对衬砌耐久性做一定的考虑;(4)本研究成果可供寒区特长铁路隧道建设参考,特别是单向自然风条件下铁路隧道抗防冻设计。

关键词：铁路隧道列车活塞风自然风纵向温度场防冻设计

拉林铁路沿线风积沙自由场及其加固地基动力特性分析

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铁道标准设计 2024年第3期68卷 49-55页

作者：薛春晓中铁西北科学研究院有限公司兰州730000

拉林铁路沿线风积沙地基液化是其面临的主要问题之一,利用振冲碎石桩法进行地基处理时存在局部沉降量大等一系列问题。为解决上述问题,借助振动台试验,分析了研究区风积沙自由场和水泥搅拌桩加固地基的动力响应特征。研究结果表明,当地... 详细信息

拉林铁路沿线风积沙地基液化是其面临的主要问题之一,利用振冲碎石桩法进行地基处理时存在局部沉降量大等一系列问题。为解决上述问题,借助振动台试验,分析了研究区风积沙自由场和水泥搅拌桩加固地基的动力响应特征。研究结果表明,当地震强度较小时(0.1g),地震动在风积沙自由场中有较为明显的自下而上不断放大的趋势,当地震强度较大时(0.3g),地震动在土层中从下而上呈现先增大后减小的趋势;风积沙自由场中的液化现象并非同时发生,而是具有明显的时间差,即从上到下逐渐发展;输入的地震动强度一定时,风积沙自由场表层沉降量和孔压比较加固地基明显偏大,前者的地表宏观反应也明显强于后者,这表明水泥搅拌桩对风积沙地基的液化具有较好的抑制作用,这种抑制作用与地震动强度呈负相关,但与土层的埋深呈正相关。该研究成果可为风积沙地基的液化处理提供借鉴和参考。

关键词：拉林铁路风积沙地基液化水泥搅拌桩振动台试验

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螺纹桩加固风积沙地基液化特征试验研究

铁道工程学报 2024年第3期41卷 7-16页

作者：赵守全窦顺周垣吴红刚朱兆荣中铁西北科学研究院有限公司兰州730070 甘肃铁科建设工程咨询有限公司兰州730070 西南科技大学绵阳621000

研究目的:随着我国的西部交通建设不断发展,线路工程将难以避免地穿越风积沙河谷地区,路基工程将面临地基液化的问题。螺纹桩作为近年来出现的新型桩基,在地震作用下加固可液化场地的桩土相互作用力学机制和抗液化效果的研究相对较少。... 详细信息

研究目的:随着我国的西部交通建设不断发展,线路工程将难以避免地穿越风积沙河谷地区,路基工程将面临地基液化的问题。螺纹桩作为近年来出现的新型桩基,在地震作用下加固可液化场地的桩土相互作用力学机制和抗液化效果的研究相对较少。本文通过振动台试验,首次从小波包能量变异角度研究了螺纹桩加固风积沙地基的液化特征,并验证了其适用性。进一步分析了螺纹桩复合地基液化易发部位的时频-能量演化规律,并探讨了风积沙的微观液化过程。研究结论:(1)在地震作用下,螺纹桩能提高风积沙地基的刚度和整体抗液化能力,抑制风积沙骨架结构的变化或重组;(2)小波包能量变异特征与孔压响应呈现的液化规律联系紧密,评价地基液化具有适用性;(3)螺纹桩可将风积沙地基的液化易发区从中部转移到浅层,有利于通过地基加固人为干预地基液化;(4)螺纹桩-风积沙复合地基未发生液化时,震动响应能量主要集中在第一频带(0.1~6.26 Hz),而发生液化时,低频(2~5 Hz)积聚的能量逐渐向高频(10~15 Hz)发散,并伴随在时间节点上出现新的能量尖点;(5)在微观层面,风积沙液化过程是剪胀剪缩循环交替的过程,颗粒排布从紧密接触到相互分离,而螺纹桩桩身的螺纹对风积沙的体积应变有抑制作用,降低其液化势;(6)本研究成果可为液化地基螺纹桩加固技术设计提供一定参考。

关键词：螺纹桩风积沙地基液化小波包变换能量变异

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滑坡稳定性分析的点安全系数计算方法

工程地质学报 2024年

作者：杨涛黄国东谢江伟纪李志吴红刚中铁西北科学研究院有限公司西南交通大学土木工程学院

滑坡稳定性评价是滑坡工程研究的基本问题之一，大多数滑坡具有分段差异性失稳变形特征，单一的稳定性系数不能描述滑坡的复杂滑动机理。本文基于推移式滑动机理和滑体刚性假设提出一种滑坡点安全系数理论计算方法，对滑体进行竖直分条... 详细信息

滑坡稳定性评价是滑坡工程研究的基本问题之一，大多数滑坡具有分段差异性失稳变形特征，单一的稳定性系数不能描述滑坡的复杂滑动机理。本文基于推移式滑动机理和滑体刚性假设提出一种滑坡点安全系数理论计算方法，对滑体进行竖直分条，自上而下逐一对滑块进行受力分析，定义点安全系数为滑面单元抗滑力与平行于滑动方向的下滑力之比。根据点安全系数分布形式，可以定量描述滑坡的滑动机理。滑坡稳定性系数定义为点安全系数对滑块下滑力的加权平均值，据此评价滑坡的整体稳定性。以具有圆弧滑面的滑坡为例，通过稳定性系数的比较，表明本文方法计算结果略大于简化Janbu而略小于Morgenstern-Price法；当相邻滑块滑面倾角差小于10°时，本文方法与Morgenstern-Price的误差小于3%，同时相对于大倾角差而言，此时计算结果也更加稳定。实际工程案例表明，本文方法能够较好评价滑坡的局部稳定性和整体稳定性，可以有针对性的对滑坡失稳部位进行支挡结构设计。

关键词：滑坡稳定性评价滑体刚性点安全系数圆弧滑面

间歇性降雨作用下牵引式滑坡的时空演化分析和失稳判据研究

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1347-1356页

作者：侯小强周重任吴红刚胡天翔侯云龙兰州交通大学土木工程学院兰州730070 中铁西北科学研究院有限公司兰州730000 华邦信尔达科技检测有限公司兰州730026 甘肃工程地质研究院兰州730000

目前,仅以整体安全系数难以准确量化并预测间歇性降雨作用下牵引式滑坡的时空演化过程。针对这一问题,该文提出了点安全系数时程分析方法,利用Python语言二次开发并建立了点安全系数时程计算模型,通过分析整体安全系数、点安全系数、变... 详细信息

目前,仅以整体安全系数难以准确量化并预测间歇性降雨作用下牵引式滑坡的时空演化过程。针对这一问题,该文提出了点安全系数时程分析方法,利用Python语言二次开发并建立了点安全系数时程计算模型,通过分析整体安全系数、点安全系数、变形位移揭示了间歇性降雨作用下牵引式滑坡的时程演化规律,并结合工程实例验证了模型的合理性。结果表明:1)利用点安全系数的时程计算结果可描述滑动面由坡脚至坡顶逐渐贯通的演化特征,为滑坡牵引段、主滑段和拉裂段的划分提供了充分的理论依据;2)点安全系数和位移相结合可作为牵引式滑坡“启动—变形—失稳”演化过程的评判依据,而整体安全系数不能单独作为评判依据;3)可依据滑坡牵引段、主滑段和拉裂段3部分的位移变化和点安全系数的大小,共同判定滑坡所处的稳定状态(稳定、基本稳定、欠稳定或不稳定),由此形成牵引式滑坡各阶段稳定状态的判定准则,且具备可靠性。该文成果可为中国间歇性降雨滑坡的预警研究提供理论依据和工程指导。

关键词：间歇性降雨时空演化点安全系数稳定性分析失稳判据

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高海拔寒区隧道防寒抗冻技术进展与展望

现代隧道技术 2024年第2期61卷 139-151,177页

作者：郑波吴剑袁明陶伟明穆彦虎郭瑞中铁西南科学研究院有限公司成都611731 中铁投资集团有限公司北京100055 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730030

随着我国西部大开发战略持续深入,“一带一路”倡议稳步推进,以及交通强国重大战略的部署和实施,在高海拔寒区建设和运营的隧道逐年增多。近些年来,虽然寒区隧道修建技术,特别是在防寒抗冻技术方面取得了长足进步,但冻害发生比例仍然较... 详细信息

随着我国西部大开发战略持续深入,“一带一路”倡议稳步推进,以及交通强国重大战略的部署和实施,在高海拔寒区建设和运营的隧道逐年增多。近些年来,虽然寒区隧道修建技术,特别是在防寒抗冻技术方面取得了长足进步,但冻害发生比例仍然较高,受严寒复杂气象条件影响,隧道洞内挂冰、侧沟溢冰、路面结冰、衬砌开裂及排水系统冻结失效等冻害现象时有发生,严重影响衬砌结构的安全性和耐久性,造成巨大经济损失,寒区隧道建设和运营面临挑战。围绕高海拔寒区隧道防寒抗冻关键技术问题,对保温层厚度和保温设防长度参数确定、保温形式及适用性、防排水技术、围岩冻胀力计算、衬砌结构抗冻技术等的应用现状进行归纳,指出今后寒区隧道建设和运营过程中仍需重点关注和解决的问题,展望高海拔寒区隧道防寒抗冻技术的发展方向,以期为高海拔寒区隧道成功修建和安全运营提供参考。

关键词：寒区隧道保温层设防长度防排水冻胀力抗冻结构耐久性

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雀儿山隧道建设运营关键技术及创新

现代隧道技术 2024年第2期61卷 272-279页

作者：郑金龙杨枫蔚艳庆吴剑郑波四川省公路规划勘察设计研究院有限公司成都610041 中铁西南科学研究院有限公司成都611731

国道317线雀儿山隧道是世界上海拔最高的超特长公路隧道。针对隧道面临的严寒缺氧的恶劣气候条件,建设团队首创了高海拔隧道“气象选线”的设计理念,建立了海拔5000 m的隧道通风计算标准,创新性地提出高海拔隧道结构综合抗防冻技术,明... 详细信息

国道317线雀儿山隧道是世界上海拔最高的超特长公路隧道。针对隧道面临的严寒缺氧的恶劣气候条件,建设团队首创了高海拔隧道“气象选线”的设计理念,建立了海拔5000 m的隧道通风计算标准,创新性地提出高海拔隧道结构综合抗防冻技术,明确了基于海拔高度与人员劳动强度的高海拔隧道施工供氧标准,保障了隧道于2017年超预期建成通车。隧道运营后,研究团队进行了持续测试与改进,优化了非对称阶梯型的隧道保温设防方法,建立了满足高海拔季节性冻土区高耐久性的隧道衬砌结构,明确了公路隧道海拔高度分级标准与综合设防原则。雀儿山隧道建设运营关键技术为我国高海拔公路隧道建设与运营提供了重要技术支撑。

关键词：雀儿山隧道高海拔严寒缺氧综合抗防冻制氧供氧