盾构隧道同步注浆引起的地表变形分析

叶飞 1 ，苟长飞 2 ，陈治 1 ，毛家骅 1 ，杨鹏博 1 ，贾涛 1

(1. 长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室，陕西 西安 710064；
2. 温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司，浙江 温州 325000)

摘要：壁后注浆是盾构隧道施工的关键环节，对控制地表变形影响显著。为建立同步注浆引起的地表变形计算理论，在分析同步注浆对隧道周围土体的作用机理的基础上，将同步注浆对地层的压力效应概化为半无限弹性体中的柱形孔扩张问题，采用镜像法导出了同步注浆引起地表变形的计算式。通过一具体实例，分析了影响同步注浆引起地表变形的因素，结果表明：同步注浆引起的地表变形值受注浆压力、隧道埋深、隧道开挖半径、初始水土压力、土体弹性模量、泊松比等因素影响。

关键词：盾构隧道；同步注浆；地表变形；镜像法

Continue reading →

公路隧道通风弯道设计优化研究

李 峰 1，2 ，夏永旭 1 ，苟长飞 1，3

(1． 长安大学，西安 710064，2． 新疆交通规划勘察设计研究院，乌鲁木齐 830006，3． 温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司，浙江 温州 325000)

摘要：在长大公路隧道通风系统中，经常涉及到设置导流叶片的弯曲风道。本文首先对隧道通风系统弯道局部效应进行了探讨，继而采用有限元数值模拟方法系统研究了角度分别
为 30°、60°、90°的弯曲风道及含同心圆型、翼形、107°薄圆形、95°薄圆形导流叶片直角弯曲风道的局部阻力损失系数，并将其计算结果与经验公式进行对比验证，在此基础上对公路隧道通
风弯道设计参数进行了进一步优化研究。研究结果表明:(1)直弯风道内局部阻力损失系数与所设置的导流叶片类型及直弯参数(r/D)密切相关，不同类型导流叶片的设置只有对应特
定的直弯参数(r/D)才能达到较好的导流效果;(2)采用角度为 80°的弯曲风道取代设置导流叶片的直弯风道完全可行。

关键词：通风;弯曲风道;数值模拟;局部阻力损失系数;导流叶片

Continue reading →

基于球孔扩张的盾构隧道壁后注浆压密模型

叶飞，陈治，苟长飞，毛燕飞，刘钦

（长安大学 公路学院，陕西 西安 ７１００６４ ）

摘要：为研究盾构隧道壁后注浆的压密效应，假设压密阶段浆体在土体中呈半球形扩张。应用弹塑性理论对球形浆体的扩张过程进行了理论推导，建立了盾构隧道壁后注浆压密模型，计算了压密注浆体的扩张率、土体塑性区扩张率以及注浆对管片产生的压力，分析了注浆压力和土体的弹性模量、粘聚力、内摩擦角等特性参数对管片压力荷载的影响。分析结果表明：注浆对管片的压力随着注浆压力和土体泊松比的增大而增大，随着土体弹性模量、粘聚力和内摩擦角的增大而减小；注浆对单位面积管片产生的压力不随注浆压力和土体特性的改变而改变；注浆对管片产生的压应力随着远离注浆孔而减小。

关键词：隧道工程；盾构；壁后注浆；球孔扩张；压力分布

Continue reading →

Model test study on effective ratio of segment transverse bending rigidity of shield tunnel

Ye Fei , Gou Chang-fei, Sun Hai-dong, Liu Yan-peng, Xia Yong-xu, Zhou Zhuo

Chang’an University, Shaanxi Provincial Major Laboratory for Highway Bridge & Tunnel, Xi’an 710064, China

The effective ratio of the transverse bending rigidity has an important influence on internal force of segmental ring, and that is an important parameter in shield segment design with average uniform rigidi tyring. Based on tensile tests and similarity theory (at the joint area, similarity relation is achieved from the model tunnel which has the same rigidity ratios with the prototype tunnel), three kinds of segmental ring test models made of PMMA (to simulate segment) and aluminum welding wire (to simulate bolt) are used to carry out the model test, which include straight-jointed ring, stagger-jointed ring and uniform ring. Through changing the number of spring gaskets, the different bolt pre-tightening forces of straight-jointed and stagger-jointed ring are obtained. The multi-stage loading test on straight-jointed ring, stagger-jointed ring and uniform ring under different bolt pre-tightening forces are carried out with a homemade loading device. The variation values of horizontal and vertical diameter of straight-jointed and stagger-jointed ring are compared respectively, and then it is concluded that the range of the effective ratio of the transverse bending rigidity value is between 0.09 and 0.23 under straight-jointed condition, 0.30 and 0.80 under stagger-jointed condition. The contrast analysis on the effective ratio of the transverse bending rigidity values under different load levels with different bolt pre-tightening forces and different assembly modes shows that value of the stagger-jointed segmental ring is obviously lager than that of the straight-jointed segmental ring, and that difference decrease gradually with the load increasing.

Continue reading →

公路隧道射流风机调压数值模拟分析与优化研究

石平 1，2 ，夏永旭 1

(1． 长安大学隧道工程安全研究所，西安 710064;2． 湖北省交通规划设计院，武汉
430051)

摘要：运用有限元数值模拟方法对公路隧道纵向通风中射流风机的安装位置进行了三维数值模拟与分析。并以综合影响系数 K 作为评价指标，分别对一台、两台及三台风机的情况进行了模拟计算与分析。给出了公路隧道通风射流风机安装的高度、间距、影响长度以及最佳编组数量的具体建议值。

关键词：公路隧道; 纵向通风; 数值模拟; 优化

Continue reading →