四川省青年科技基金(2012JQ0021)
- 作品数：31 被引量：280H指数：12
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- 相关机构：西南交通大学中铁十六局集团有限公司中铁第一勘察设计院集团有限公司更多>>
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- 相关领域：建筑科学交通运输工程更多>>
- 泥水盾构穿越富水大粒径卵石地层掘进问题及处治措施被引量：4
- 2018年
- 兰州地铁1号线I期工程两次下穿黄河,下穿黄河段地层具有卵石含量高、漂石粒径大、地层渗透系数大、地层胶结性差等特点。下穿黄河段盾构施工一直被视为1号线建设的控制性工程,决定着工期,关系着兰州地铁工程建设的成败。通过回顾兰州地铁1号线迎门滩—马滩区间右线下穿黄河过程中遇到的若干施工难题及处治措施,包括刀盘卡住处理措施、掌子面塌方处理措施、卵石积舱滞排处理措施、机械故障处理措施以及刀盘改造措施等。系统总结了盾构在强透水大粒径卵石地层中掘进遇到上述问题的处理思路和方法。
- 邓如勇雷帅全雪勇方勇
- 关键词：盾构掘进
- 下穿黄河盾构隧道管片衬砌结构受力特征模型试验被引量：18
- 2017年
- 针对兰州地铁穿河段盾构隧道穿越强透水砂卵石地层和承受较高外水压的特点,首先研制了外水压加载装置,该装置在衬砌模型内部创造了一个封闭的负压环境,通过控制模型内外气压差来实现外水压的等效加载,同时结合隧道-地层复合模拟试验系统开展了几何相似比为1∶10的室内模型加载试验,实现了土压和水压的分别控制加载.研究了水压、土压、土体侧压力系数及拼装方式对管片受力特征的影响.研究结果表明,随着水压的增大,管片轴力明显提高,弯矩略有减小,偏心距则明显降低;随着隧道上覆土压的增大,管片衬砌结构的轴力、弯矩、偏心距均呈增大趋势,但总体上量值变化较小;在水压一定时,覆土厚度的增加对管片弯矩的影响越来越大,而轴力变化速率均比较稳定;正常水压条件下,随着土体侧压力系数的增大,管片衬砌结构的轴力增大,弯矩减小,偏心距减小,随着水压的增大,侧压力系数对于管片结构受力特征的影响越来越小;错缝拼装情况下,管片内力在部分环向及纵向接头处会产生较大突变,且管片内力较通缝拼装情况大.
- 方勇汪辉武郭建宁王飞
- 关键词：水下盾构隧道砂卵石地层管片衬砌模型试验
- 公路隧道下穿煤层采空区开挖过程相似模型试验被引量：27
- 2015年
- 隧道下穿煤层采空区施工将不可避免地对采空区地层产生扰动,破坏其原有的平衡状态,使既有采空区"活化",进而影响隧道围岩及初期支护的稳定性。开展隧道下穿煤层采空区开挖的室内相似模型试验分析,考虑隧道与采空区不同间距的影响。通过埋设位移计、土压力计及电阻应变计,研究隧道开挖过程中采空区及洞周地层的移动和初期支护的内力特征。测试结果表明,隧道开挖引起的采空区地层移动受采空区与隧道间距的影响显著,间距越小,采空区地层沉降越大、沉降槽曲线越窄、越陡,上台阶开挖引起的地层沉降占总沉降的比例越高,而初支闭合后收敛越快。当间距小于1D时,采空区地层大致处于隧道开挖引起的松动范围以内,并使松动范围进一步扩大,从而增大初期支护上的荷载。钢拱架最大弯矩主要发生在拱脚处,当间距很小时,钢拱架拱脚处弯矩显著增大,同时轴力水平降低、偏心距增大,大大增加了初期支护的失稳风险。试验揭示了隧道下穿煤层采空区开挖过程中地层的移动规律和初期支护受力特征,对指导类似工程施工具有积极意义。
- 方勇符亚鹏杨志浩杨斌
- 关键词：公路隧道采空区模型试验初期支护地层移动
- 上覆薄煤层采空区公路隧道开挖稳定性试验研究被引量：6
- 2015年
- 隧道下穿煤层采空区施工将对周围地层产生扰动,影响隧道围岩及初期支护的稳定性.进行了上覆薄煤层采空区隧道开挖的室内相似模型试验,试验中通过测量隧道开挖过程中采空区地层、隧道拱顶的沉降及初期支护内力等参数,对上下台阶法和单侧壁导坑法进行了对比分析.测试结果表明,隧道开挖引起的采空区地层沉降受开挖方法的影响显著,上下台阶法开挖引起的采空区地层沉降高于单侧壁导坑法,沉降槽曲线较陡、沉降范围更宽.两种开挖方法中,围岩压力的最大值均位于右拱脚处,钢拱架最大弯矩出现在拱脚处,最大轴力位于拱腰或拱肩处.其它条件相同时,采用单侧壁导坑法开挖时初期支护背后的围岩压力、钢拱架内力和偏心距等普遍大于上下台阶法开挖.研究表明在隧道下穿倾斜煤层采空区施工时,采用单侧壁导坑法开挖可以显著减小对采空区地层及围岩的扰动,但同时需增强初期支护的刚度,确保围岩及隧道结构的整体稳定性.
- 方勇周超月刘书斌徐晨
- 关键词：公路隧道煤层采空区上下台阶法
- 隧道开挖对下伏水平薄煤层采空区地层的扰动及衬砌受荷特征被引量：5
- 2016年
- 为探明下伏薄煤层采空区地层中隧道施工对地层的扰动以及衬砌结构受荷特性,采用离散元颗粒流软件,从细观角度对隧道开挖引起的地层应力变化特性进行了模拟分析,同时在室内开展模型试验量测了下伏煤层采空区地层隧道衬砌背后土压力以及二次衬砌结构内力(轴力、弯矩),分析了特定围压下间距对土压力和二次衬砌受力的影响。结果表明,下伏煤层采空区地层因隧道开挖引起的围岩松动区呈"O"形分布,隧道下伏围岩颗粒接触力反而小于隧道上覆围岩;洞周允许位移越大,颗粒接触力链间断区域越大;间距越小,颗粒接触力链间断区域越大,当间距大于2.0D(D为隧道跨度)时,下伏采空区对隧道围岩颗粒接触力影响逐渐消失,降低了地基反力,间距越小,降低程度越高;二次衬砌内力分布有一定的离散性,二次衬砌裂缝最先出现在拱底,是隧道主体结构的薄弱环节。
- 符亚鹏姚志刚方勇陈先国
- 关键词：隧道开挖
- 膨胀岩土地层环状膨胀对盾构隧道衬砌荷载的影响被引量：11
- 2014年
- 为了获得膨胀岩土地层环状膨胀产生的膨胀荷载对于盾构隧道衬砌结构内力的影响规律,从理论上推导了岩土环状膨胀引起的附加荷载计算公式,并利用有限元分析软件ANSYS,建立了膨胀地层隧道模型并进行数值模拟。结合数值分析方法,研究了不同膨胀圈厚度情况下,地层环状膨胀对衬砌结构接触压力增量的影响。研究结果表明,膨胀荷载与岩土膨胀力大小、应力水平、地层抗力、膨胀后岩土的物性参数等因素有关,因环状岩土膨胀引起的衬砌压力增加值小于室内测得的岩土膨胀力;衬砌径向压力增加值与衬砌和深部围岩刚度、膨胀圈厚度成正相关关系;衬砌压力的增加值主要体现在结构轴力上,这对结构受力是有利的,从而轴力成了该结构设计的控制因素。研究成果为盾构隧道结构设计膨胀荷载的取值提供了依据。
- 方勇符亚鹏崔戈杨斌
- 关键词：盾构隧道衬砌结构
- 公路隧道下穿倾斜煤层采空区室内开挖模型试验被引量：14
- 2017年
- 开展了公路隧道下穿倾斜煤层采空区室内相似模型试验,考虑了不同开挖进尺和初期支护参数的影响,通过埋设位移计、土压力盒及电阻应变片,测量了隧道开挖过程中采空区附近地层的移动和初期支护的内力。试验结果表明,增大隧道开挖进尺,地层最终沉降量、隧道施工过程中的沉降速率均显著增加,沉降槽变得更窄、更陡。减少钢拱架数量也会引起地层沉降的增加,但增加幅度相对较小。增加开挖进尺或减少钢拱架数量还将引起钢拱架弯矩增加,使得拱部最大弯矩向右侧移动,并改变轴力分布,降低初支结构稳定性。研究结果表明,隧道下穿倾斜煤层采空区地层时,可以不对采空区进行加固,但需要降低围岩级别进行初期支护设计,并采用较短的循环进尺进行隧道开挖,同时缩短上台阶初期支护时间,尽早使初期支护闭合成环,从而降低开挖引起的地层的沉降,保证初期支护结构的稳定性。
- 杨志浩方勇杨斌徐晨
- 关键词：公路隧道采空区模型试验
- 公路隧道巷道式施工通风瓦斯分布研究被引量：14
- 2016年
- 为探究瓦斯公路隧道巷道式施工通风中瓦斯的体积分数分布规律,利用流体力学研究软件FLUENT建立三维隧道模型并进行了数值仿真计算,通过对隧道内部整体、掌子面附近和主洞与横通道连接处瓦斯体积分数分布的研究,分析了隧道内部瓦斯分布的具体特点并深入探讨了内部回流区、涡流区和瓦斯容易聚集的位置。模拟结果表明:瓦斯从一侧主洞涌出后,不会对另一侧造成污染;涡流区瓦斯体积分数明显大于周围区域;风管所在一侧截面上瓦斯体积分数分布明显低于异侧。
- 曾昌姚志刚范建国方勇
- 关键词：公路隧道巷道式通风数值模拟瓦斯分布
- 大断面公路隧道二次衬砌受力特性模型试验被引量：18
- 2018年
- 为研究大断面公路隧道运营期二次衬砌受力特征,开展室内相似模型试验,采用主动加载方式模拟隧道在运营过程中承受的围岩压力,对3车道和加宽带2种断面二次衬砌受力、变形及破坏规律进行研究。试验结果表明:1)按规范设计的大断面隧道衬砌结构在设计荷载作用下内力和变形均较小,结构具有较高的安全储备;2)衬砌各截面内力(弯矩、轴力)随围岩压力的增加呈现先慢后快的增加趋势,偏心距则呈现逐渐减小的变化趋势;3)开挖断面越大,内力控制截面越多;4)开挖断面大小对衬砌变形及破坏形态也有一定影响,断面越大,拱顶、边墙变形越大,衬砌各部位开裂荷载差异越明显,且衬砌开裂过程持续时间越长。
- 伍超黄磊陈中天方勇
- 关键词：大断面公路隧道二次衬砌受力特性模型试验
- 深大硬岩通风竖井开挖数值模拟分析被引量：1
- 2016年
- 通过对某公路隧道通风竖井施工过程进行数值模拟,对开挖过程中的井壁位移、应力规律以及支护结构的受力特性进行了分析,结果表明均值单一岩体中井壁位移及应力基本呈线性变化规律,围岩分界面处会受到相邻岩体的约束影响,高地应力会显著增大井壁岩体的径向位移及底板底鼓,同时会明显增大井壁的径向及切向应力,增大岩爆风险,设计施工中应予以重视。
- 姚志刚方勇张睿
