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  2024年, 第6卷, 第2期 刊出日期:2024-06-20 上一期   
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前沿综述
地铁区间隧道火灾热环境演化与疏散安全研究综述
李炎锋,苏枳赫
隧道与地下工程灾害防治. 2024, (2): 1-12.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2024.02.01
摘要 ( 27 )     PDF (7281KB) ( 8 )  
分析地铁区间停驶列车火灾烟气扩散及控制要求的特殊性,归纳地铁区间火灾研究的关键科学问题。总结国内外学者在地铁列车火灾燃烧及羽流行为特性,区间隧道顶棚下方烟气温度分布特性,区间烟气控制特性以及区间人员疏散特性问题的研究进展情况及成果。研究指出,传统地铁区间防排烟系统与人工智能及物联网等新技术结合来提高区间火灾防控能力是未来的重要研究方向。
公路隧道火灾应急技术研究现状与展望
郭志国,李益锌,周令剑,张一恒,叶瑀伋
隧道与地下工程灾害防治. 2024, (2): 13-24.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2024.02.02
摘要 ( 26 )     PDF (6483KB) ( 6 )  
为给我国隧道火灾安全的科学应急提供参考依据,对公路隧道火灾烟气行为特征、隧道火灾预测技术、隧道火灾探测与预警技术以及隧道火灾控制技术四方面的研究现状与进展进行系统阐述,并提出未来发展方向:探明复杂因素耦合驱动下公路隧道多火源燃烧行为和烟气蔓延特性;基于深度学习、AI数据和大数据分析等先进算法与技术,开发数字化与智慧化隧道火灾预测技术;采用互联网、物联网和云计算等新一代信息技术,实现隧道火灾快速实时监测与智能感知提前预警;研制集火烟消灭材料、智慧应急装置、多功能通风防排烟技术和智能疏散为一体的隧道火灾综合控制技术;建立公路隧道火灾全过程全面-高效-协同的应急技术体系。
研究论文
碳氢曲线下大直径盾构隧道结构热力特性
闫治国, 王紫锐, 沈奕, 刘康
隧道与地下工程灾害防治. 2024, (2): 25-36.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2024.02.03
摘要 ( 23 )     PDF (11713KB) ( 7 )  
以济南某大直径隧道为研究对象,研究盾构隧道在火灾作用下温度场分布、结构变形以及内力分布规律,建立盾构隧道的全尺寸数值分析模型,提出盾构隧道衬砌结构的热-力耦合分析方法。研究结果表明:火灾作用下,内表面受火区域的温度明显高于外表面,衬砌在距离内表面300 mm的部分基本不受火灾影响;衬砌结构受热发生膨胀变形,拱顶和拱底的变形逐渐降低,拱腰的水平方向变形不断增加,且部分管片接头明显张开;衬砌逐渐从受火面开始进入屈服状态,混凝土出现了应力重分布现象,连接处螺栓在高温作用下发生局部屈服;衬砌结构整体轴力下降并且弯矩剧烈增大,拱腰位置的弯矩比火灾前增大近一倍。
降雨与纵向通风作用下隧道火灾烟气蔓延及分层特性试验研究
范传刚,盛子琼,熊胜,栾蝶
隧道与地下工程灾害防治. 2024, (2): 37-45.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2024.02.04
摘要 ( 22 )     PDF (13027KB) ( 5 )  
为了应对极端降雨天气对隧道火灾的烟气防控带来的挑战,基于Froude相似准则建立缩尺隧道火灾试验平台,研究降雨与纵向通风耦合作用下的隧道火灾烟气蔓延规律、垂直温升特性及烟气分层状态。试验结果显示:降雨诱导产生的纵向气流阻碍烟气向降雨侧蔓延,随着降雨强度增大,烟气逐渐被控制在通风侧,通风侧烟气层厚度增大;启动纵向通风后,烟气同时受到降雨诱导气流和强制通风气流的作用,烟气与冷空气的掺混加剧,烟气层厚度增加;随着纵向通风速度持续增大,烟气逐渐被控制在隧道降雨侧,烟气发生沉降;降雨强度增大和通风速度增大都会破坏烟气的稳定分层,当纵向通风气流与降雨产生的诱导气流强度相当时,隧道内烟气分层保持相对稳定。
膨胀型防火涂料对装配式框架隧道耐火性影响
黄震,叶张骞,张嘉伟,彭子茂,严展硕
隧道与地下工程灾害防治. 2024, (2): 46-58.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2024.02.05
摘要 ( 20 )     PDF (21573KB) ( 3 )  
为评估防火涂料对装配式框架隧道耐火性的影响,通过火灾试验分析涂有膨胀型防火涂料的隧道接头构件的温度场分布规律,并采用有限元数值模拟方法研究火灾下防火涂料对装配式框架隧道温度、变形、损伤的影响。研究结果表明:防火涂料阻碍热量向隧道衬砌传递,大幅降低隧道衬砌的温度峰值,延迟温度峰值产生的时间;防火涂料厚度影响隧道衬砌在火灾下的升温速率与温度峰值,当膨胀型防火涂料厚度大于10 mm,增加防火涂料的厚度不能有效降低隧道在火灾下的变形;火灾下装配式框架隧道最大变形处为顶板跨中位置,损伤最严重处为隧道接头位置,可间接通过优化接头结构受力性能来提升装配式框架隧道的耐火性。
交通隧道火灾概率的动态量化研究
吴珂,周倩,陈茗,曹颖,孙峰,朱凯
隧道与地下工程灾害防治. 2024, (2): 59-65.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2024.02.06
摘要 ( 24 )     PDF (3286KB) ( 4 )  
针对隧道火灾事故的不可预见性,提出一种交通隧道火灾概率的动态量化方法,并结合统计分析法开展实例研究。基于隧道火灾原因统计,明确车辆为隧道火灾的主要致灾因素。考虑行驶状态及隧道环境影响,对各类型车辆的单车火灾频率进行修正,并结合隧道内车辆数,获取隧道内车辆火灾概率。综合由统计数据获取的隧道其他火灾概率,构建隧道火灾概率量化模型。选取两个隧道进行应用实例分析,获得隧道24 h的火灾概率分布,实现了火灾发生可能性的动态量化,可为隧道火灾实时风险识别和事故预防提供依据。
高地温施工隧道冰块与通风组合降温效果对比研究
刘向阳,罗兵兵,吴静,张学富,黄耀明,李林杰
隧道与地下工程灾害防治. 2024, (2): 66-75.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2024.02.07
摘要 ( 22 )     PDF (12815KB) ( 11 )  
为解决高地温施工隧道因高温引发的热害问题,以云南省红河哈尼族彝族自治州建水(个旧)至元阳高速公路个旧至元阳段尼格隧道为依托,使用Fluent软件数值模拟通风和冰块降温下隧道温度场的变化规律进行对照分析,研究尼格隧道采用降温措施的效果。主要利用Fluent建立施工隧道通风模型,在风量一致的情况下,将两种通风方式加冰块降温的组合方式在不同通风风量下的降温效果进行对比分析,结果表明当围岩温度为45 ℃时,对于加以冰块辅助的两种通风降温方式,拱顶压入式通风和侧壁通风不能将冰块冷却的空气很好的控制在掌子面附近,冷空气容易被回风带走,降低的温度不容易维持,而风幕通风则可以将冰块冷却的低温空气控制在掌子面附近,并且风幕通风方式比压入式通风对掌子面附近的温度多降低3~5 ℃,降温范围更广更稳定,降温效果更为显著。
曲线型公路隧道防灾通风设计问题探讨
戴开来,王峰
隧道与地下工程灾害防治. 2024, (2): 76-83.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2024.02.08
摘要 ( 23 )     PDF (3281KB) ( 7 )  
为探明曲线型隧道最不利火灾位置,进而明确曲线型隧道防灾通风设计方法,分析曲线隧道典型火灾场景,研究曲线隧道火灾控制临界风速的影响因素,并总结曲线隧道防灾射流风机的配置方法。结果表明:建议按照曲线稳定段断面内侧发生火灾考虑曲线隧道防灾通风设计;曲线型隧道最不利火灾控制临界风速显著大于直线隧道,分别给出针对火灾位置、曲线半径及隧道坡度的火灾控制临界风速修正系数;曲线型隧道防灾射流风机数量显著大于直线隧道,明确火灾工况下曲线隧道防灾射流风机开启数量的计算方法。
超大断面扁平结构隧道矿山法超欠挖优化控制研究
田瑞端,莫冠旺,李响
隧道与地下工程灾害防治. 2024, (2): 84-98.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2024.02.09
摘要 ( 28 )     PDF (20304KB) ( 7 )  
为了对超大断面扁平结构隧道矿山法开挖过程中存在的超欠挖现象进行优化控制,以某公路隧道为例,分别对隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩段建立数值模型,再现隧道断面爆破过程,利用现场实测数据对数值模型进行验证,并根据计算结果分析不同爆破方案中爆破损伤云图、爆破轮廓线、最大超欠挖距离、平均超欠挖距离、超挖面积的变化规律,讨论不同周边孔孔距、掏槽孔孔距以及各炮孔装药量对隧道爆破开挖超欠挖的影响,并在此基础上对爆破方案进行优化。数值模拟结果结合现场实测数据,最终得出有效减小爆破超挖现象的最优施工方案为:Ⅲ级围岩调整周边孔孔距为1 m,Ⅳ级围岩调整周边孔孔距为0.8 m。
二次衬砌施作时机对盾构隧道纵向力学性能的影响分析
王宏超,胡军,周永强,付晓东
隧道与地下工程灾害防治. 2024, (2): 99-112.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2024.02.10
摘要 ( 19 )     PDF (11265KB) ( 16 )  
为解决盾构隧道因纵向不均匀变形引起的结构局部破坏和渗漏水等病害,对盾构隧道二次衬砌施作时机的影响规律及合理施作时机进行研究,建立双层衬砌盾构隧道三维纵向精细化数值模型,模拟管片螺栓力学特性和双层衬砌层间接触面交互特性,以施作二衬时管片衬砌变形程度作为二衬施作时机,通过隧道纵向等效抗弯刚度、纵向变形及结构受力情况分析二衬施作时机对双层衬砌盾构隧道纵向力学性能的影响。研究结果表明:二衬的施作能够有效提高结构抵抗纵向变形能力,减小管片衬砌纵向内力,且施作越早效果越明显。然而,过早施作二衬会导致二次衬砌承载较大,且不能充分发挥管片的承载能力,造成结构性能的浪费。结合双层衬砌结构纵向受力情况,引入合理程度作为判断标准,确定二衬合理施作时机为管片变形达到最终变形的37.5%~62.5%。在此施作时机下,管片衬砌变形处于容许范围内,隧道结构可以同时满足工程经济性和结构可靠性的要求。
孤石区复杂环境下矩形顶管预处理施工技术
牛巍崴, 黄伟洪, 陈玉林, 刘建坤, 陈雪华
录用日期:2024-07-22
基于PIV技术的浅埋暗挖施工扰动诱发地表塌陷模型试验研究
黄阜, 申勇斌, 张敏, 王勇涛, 杨云强, 朱睿
录用日期:2024-07-22
公路隧道火灾应急技术研究现状与展望
郭志国, 李益锌, 周令剑, 张一恒, 叶瑀伋
录用日期:2024-06-14
超大断面扁平结构隧道矿山法超欠挖优化控制研究
田瑞端, 莫冠旺, 李响
录用日期:2024-06-14
高地温施工隧道冰块与通风组合降温效果对比研究
刘向阳, 罗兵兵, 吴静, 张学富, 黄耀明, 李林杰
录用日期:2024-06-14
降雨与纵向通风作用下隧道火灾烟气蔓延及分层特性试验研究
范传刚, 盛子琼, 熊胜, 栾蝶
录用日期:2024-06-07
基于皮带出渣图像识别渣土含水率区间
苏国君, 龚秋明, 周小雄, 吴伟锋, 陈培新
录用日期:2024-05-28
交通隧道火灾概率的动态量化研究
吴珂, 周倩, 陈茗, 曹颖, 孙峰, 朱凯
录用日期:2024-05-28
增设压力阀对隧道防排水影响
纪禄凌, 游玮, 李晓逸, 曾原驰, 刘毓氚, 张铠
录用日期:2024-05-23
地铁区间隧道火灾热环境演化与疏散安全研究综述
李炎锋, 苏枳赫
录用日期:2024-04-30
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1. 基于近场动力学理论的岩石双孔爆破动态断裂行为数值模拟 收藏
孙港, 王军祥, 孟祥竹, 郭连军, 孙杰
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (2): 42-58.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.02.04
摘要   PDF (17421KB)  
采用一种新型的无网格化方法——近场动力学理论,在微观弹脆性本构模型(prototype microelastic brittle, PMB)基础上,引入可反映长程力作用强度随物质点间距变化的核函数,通过Fortran语言编写高地应力状态下岩石双孔爆破的数值求解程序,研究不同炮孔间距、不同地应力状态和不同侧压力系数下岩石双孔爆破动态破坏过程,获得岩石双孔爆破时裂纹萌发、扩展、贯通的全过程。结果表明:随着炮孔间距从100 mm增加至200 mm,开裂区面积由306.59 cm2增大至449.07 cm2,但当炮孔间距增加至200 mm时,双孔之间产生的裂纹不能连接贯通;在静水地应力水平下,随着地应力的增加,裂纹扩展时间减少,损伤起始时间滞后,损伤面积由123.24 cm2减小至32.96 cm2,主裂纹扩展长度由87.73 mm减小至14.42 mm;非静水地应力水平下,爆生裂纹扩展倾向于最大主应力方向,随着侧压力系数增加、损伤面积减小,裂纹扩展的方向性越明显。地应力对岩石爆破开裂起抑制作用,非静水地应力水平对裂纹的扩展具有导向作用。在实际爆破开挖中,选择合适的炮孔间距,沿最大主应力方向布置炮孔有利于形成良好的爆破开挖面,提高破岩效率。
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2. 水工引水隧洞施工涌水量预测方法对比 收藏
周彩贵, 李景, 梁庆国, 陈克霖
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (1): 32-44.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.01.04
摘要   PDF (2645KB)  
针对隧洞施工过程中易发生的突涌水灾害,通过统计引水隧洞突涌水案例,分析隧洞突涌水的内在规律;分别采用长短期记忆神经网络LSTM(long short-term memory)、Elman神经网络和基于偏最小二乘法的多元线性回归等方法进行隧洞施工涌水量预测,并与隧洞施工实际的涌水量进行对比验证,得到预测隧洞涌水量最优方法。结果表明:突涌水事故更易在浅埋隧洞(道)、长隧道、特长隧道中发生,且易发生在断层、岩溶和可溶岩等地层。对比3种不同模型的预测结果与隧洞施工期的涌水量,LSTM模型预测涌水量精度更高。
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3. 基于Ventsim的地下水封洞库建造期通风方式优选 收藏
赵兴东, 窦翔, 李勇, 王立君
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (1): 8-17.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.01.02
摘要   PDF (3621KB)  
针对某大型地下水封洞库施工期间通风方式选择问题,依托某大型地下水封洞库通风设计,在分别比较抽出式、压入式、混合式通风方式优缺点的基础上,按照各通风方式进行风量计算,分别确定大型地下水封洞库各阶段施工的通风方式;构建某大型地下水封洞库的通风Ventsim数值仿真模型,数值模拟研究不同施工阶段下不同通风方式、风流在大型地下水封洞库的动态演化规律,并对各不同施工阶段下不同通风方式的通风效果进行对比分析,优选不同施工阶段通风方式。数值模拟结果表明,第一施工阶段最优的通风方式为压入式通风,第二施工阶段最优的通风方式为混合式通风,第三和第四施工阶段最优的通风方式为抽出式通风。验证不同施工阶段各通风方式的风阻、风量和最佳风网效率,为大型地下水封洞库施工期的通风设计提供科学依据。
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4. 钻孔卸压防治岩爆机理的试验研究进展与展望 收藏
宫凤强, 何志超
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (2): 1-23.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.02.01
摘要   PDF (32718KB)  
基于宏观(力学行为特征、破坏特征、能量演化)和微观(裂纹演化)视角综述预制钻孔和高应力实时钻孔在解析钻孔卸压防治岩爆灾害机理方面的试验研究进展,阐述钻孔卸压防治岩爆灾害的合理性和有效性。理论研究、试验分析证实钻孔卸压是解除深部围岩高应力、高能量的关键技术,为应用钻孔卸压防治岩爆方案制定优化提供参考。高应力实时钻孔试验方法是一种更为科学的揭示钻孔卸压防治岩爆内在机理的新研究方法。根据岩爆诱发机理和当前多功能试验系统的技术条件,对解析钻孔卸压防治岩爆机理的试验研究提出6个发展方向:研发适配真三轴试验系统的高应力钻机试验设备;考虑扰动因素下的高应力实时钻孔卸压模拟试验;模拟深部隧洞(巷道)开挖后的实时钻孔卸压试验(“三维六面加载-单面卸载-实时钻孔卸压”试验);构建三维高应力实时钻孔卸压下围岩能量演化的解析模型;探究卸压钻孔的空间尺寸效应与围岩应力场及围岩内部能量耗散机制的关系;基于数值模拟软件建立大尺度高应力围岩的钻孔卸压防治岩爆的计算模型。
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5. 复杂应力路径下波纹钢加固盾构隧道数值分析 收藏
魏纲, 徐天宝, 张治国
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (2): 24-32.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.02.02
摘要   PDF (6844KB)  
为探究复杂应力路径下波纹钢加固盾构隧道受力变形规律的异同和加固效果,基于MIDAS GTS NX有限元软件构建三环错缝精细化模型,从管片加固前后收敛变形量、波纹钢应力、管片塑性变形等角度衡量波纹钢加固效果,对比分析堆载、卸载工况下波纹钢加固盾构隧道受力变形演化规律。研究结果表明:复杂受荷环境下管片最大收敛变形部位分布不同,堆载以腰部收敛为主,卸载以顶底部竖向收敛为主;卸载下施作波纹钢加固效果优于堆载工况,最大加固效率可达70%;堆载与卸载工况下,不同板厚波纹钢加固管片的收敛变形、波纹钢应力发展规律类似且均呈现线性增长趋势;波纹钢能有效延缓混凝土塑性发展态势,但对于卸载工况下的环间错台抑制能力较弱。
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6. 复杂应力环境中隧道大变形特征与形变控制 收藏
裴超, 肖勇, 朱智勇, 刘艳萍, 杨文波, 赵亮亮
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (2): 89-98.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.02.08
摘要   PDF (15148KB)  
以丽香铁路中义隧道3#横洞工区为工程背景,通过现场变形监测分析不同断面形式下的平导与正洞大变形特征,研究发现存在片理的变质玄武岩隧道在极高地应力环境下挤压大变形特征明显,水平收敛为洞周收敛的主要变形。通过数值模拟验证隧道断面优化与支护补强措施的有效性,结果显示:减小隧道断面曲率突变和使隧道断面对称能够减小隧道围岩变形量,增设锁脚锚杆与增大钢筋网强度均能有效控制隧道形变,共同作用下可控制超过65﹪的隧道围岩变形量,缩减大变形段围岩塑性区分布,对中义隧道的大变形有很好的控制作用,可为复杂应力环境下铁路隧道施工提供指导。
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7. 基于盾构渣土改良的流动化回填土的工程性能研究 收藏
曾长女, 王子正, 曹硕倩, 任磊
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (4): 1-8.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.04.01
摘要   PDF (4242KB)  
采用泡沫剂和活性氧化镁双掺对盾构渣土进行协同改良。通过流动性、泌水率及抗压强度系列试验得到不同泡沫剂和活性氧化镁掺量下的改良土流动度、泌水率以及抗压强度变化规律。结果表明:改良后的流动化回填土具备良好的流动性与固化强度;通过调节泡沫剂和活性氧化镁掺量,可得到流动度为180~320 mm、泌水率小于5%、28 d强度为0.6~1.2 MPa的流动化回填土,适用于更广泛的工程需求。
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8. 不良地质段双护盾TBM施工综合处理技术 收藏
杨继华, 闫长斌, 齐三红, 郭卫新, 杨风威
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (2): 59-70.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.02.05
摘要   PDF (7361KB)  
针对兰州市水源地建设工程深埋长输水隧洞双护盾TBM在不良地质条件下的施工问题,采用数据统计、工程类比等方法,提出了综合处理技术及措施。在TBM施工前,对F3及F8断层带采用钻爆法开挖,初期支护保证围岩稳定后,TBM滑行通过并安装管片;采用了以隧洞沿线地质分析为基础,结合掌子面围岩观察、岩渣分析、掘进参数分析、三维地震法和三维电阻率法等方法的综合超前地质预报方法,对掌子面前围岩地质条件进行综合预报;采用“以排为主,排堵结合”的原则,建立TBM变坡段排水系统,根据涌水量确定排水系统的运行方式,减轻了涌水对施工的影响;根据TBM前盾被卡的特征,采用从伸缩护盾处人工开挖导洞释放围岩压力的方法使TBM脱困;采用化学灌浆和水泥灌浆固结破碎围岩,控制TBM掘进参数,慢速掘进通过破碎带。TBM施工实践表明:所采用的技术行之有效,不良地质条件未对TBM造成严重后果。
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9. 锚索预应力损失与岩体蠕变耦合的理论分析 收藏
杨文东, 刘春天, 张祥, 陈晓鹏, 井文君, 张连震, 王柄淇, 秦昊
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (2): 33-41.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.02.03
摘要   PDF (5871KB)  
基于流变力学和黏弹性力学,建立预应力锚索锚固力损失与岩体蠕变耦合的理论模型。考虑预应力锚索加固岩体时的预应力损失效应的影响,推导稳定蠕变岩体和不稳定蠕变岩体的蠕变变形方程,得出锚索预应力随时间变化的计算公式。结果表明:锚索张拉完成的一段时间内,预应力损失较快;随后预应力损失速率逐渐减小,最终趋于稳定,岩体蠕变变形也最终趋于稳定。计算结果与已有文献的试验结果对比分析,二者的曲线变化规律一致,验证了本研究模型的正确性与实用性。结合锦屏水电站锚索预应力变化与理论模型的计算结果对比,证明了本研究模型应用于工程实例的准确性,本研究模型比以往的耦合模型具有更广泛的适用范围,不仅适用于稳定蠕变岩体,也适用于非稳定蠕变岩体,对锚索锚固力的变化异常预警和边坡工程的长期安全运营有广泛的工程应用价值。
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10. 隧道岩体贯通节理面注浆加固力学响应特征 收藏
王建圣, 蒋志斌, 李丽超
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (2): 80-88.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.02.07
摘要   PDF (10877KB)  
为研究注浆加固对隧道岩体贯通节理面抗剪力学特性的影响,对非贯通节理岩体试样进行剪断破坏获得贯通节理面试样,开展注浆加固岩体直剪试验,研究注浆加固贯通节理面在直剪条件下的破坏特征及强度特性。研究结果表明:注浆加固后岩体的破坏模式分为胶结面滑移、完整岩石破裂和浆液固结体破裂三种,破坏模式主要受胶结面强度、浆液固结体强度和岩体强度的影响;水灰比主要影响水泥固结体的强度和胶结面的黏结强度,充填厚度主要影响胶结面的黏结强度;通过注浆加固显著提升了贯通节理面的黏聚力,而对内摩擦角几乎不产生影响;非贯通节理岩体的初始破坏会对贯通破裂面注浆加固效果产生影响,张拉断裂面的注浆加固后强度提升效果优于剪切断裂面。
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1. 基于盾构渣土改良的流动化回填土的工程性能研究 收藏
曾长女, 王子正, 曹硕倩, 任磊
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (4): 1-8.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.04.01
摘要   PDF (4242KB)  
采用泡沫剂和活性氧化镁双掺对盾构渣土进行协同改良。通过流动性、泌水率及抗压强度系列试验得到不同泡沫剂和活性氧化镁掺量下的改良土流动度、泌水率以及抗压强度变化规律。结果表明:改良后的流动化回填土具备良好的流动性与固化强度;通过调节泡沫剂和活性氧化镁掺量,可得到流动度为180~320 mm、泌水率小于5%、28 d强度为0.6~1.2 MPa的流动化回填土,适用于更广泛的工程需求。
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2. 钻孔卸压防治岩爆机理的试验研究进展与展望 收藏
宫凤强, 何志超
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (2): 1-23.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.02.01
摘要   PDF (32718KB)  
基于宏观(力学行为特征、破坏特征、能量演化)和微观(裂纹演化)视角综述预制钻孔和高应力实时钻孔在解析钻孔卸压防治岩爆灾害机理方面的试验研究进展,阐述钻孔卸压防治岩爆灾害的合理性和有效性。理论研究、试验分析证实钻孔卸压是解除深部围岩高应力、高能量的关键技术,为应用钻孔卸压防治岩爆方案制定优化提供参考。高应力实时钻孔试验方法是一种更为科学的揭示钻孔卸压防治岩爆内在机理的新研究方法。根据岩爆诱发机理和当前多功能试验系统的技术条件,对解析钻孔卸压防治岩爆机理的试验研究提出6个发展方向:研发适配真三轴试验系统的高应力钻机试验设备;考虑扰动因素下的高应力实时钻孔卸压模拟试验;模拟深部隧洞(巷道)开挖后的实时钻孔卸压试验(“三维六面加载-单面卸载-实时钻孔卸压”试验);构建三维高应力实时钻孔卸压下围岩能量演化的解析模型;探究卸压钻孔的空间尺寸效应与围岩应力场及围岩内部能量耗散机制的关系;基于数值模拟软件建立大尺度高应力围岩的钻孔卸压防治岩爆的计算模型。
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3. 煤矿巷道储油技术体系研究及应用 收藏
韩桂武, 郭书太, 周锐
隧道与地下工程灾害防治    DOI:
4. 压气储能地下内衬洞室建设中若干关键问题研究进展 收藏
王者超, 李嘉祥, 郝薛将, 李明辉, 张武, 刘杰
隧道与地下工程灾害防治    DOI:
5. 锚索预应力损失与岩体蠕变耦合的理论分析 收藏
杨文东, 刘春天, 张祥, 陈晓鹏, 井文君, 张连震, 王柄淇, 秦昊
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (2): 33-41.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.02.03
摘要   PDF (5871KB)  
基于流变力学和黏弹性力学,建立预应力锚索锚固力损失与岩体蠕变耦合的理论模型。考虑预应力锚索加固岩体时的预应力损失效应的影响,推导稳定蠕变岩体和不稳定蠕变岩体的蠕变变形方程,得出锚索预应力随时间变化的计算公式。结果表明:锚索张拉完成的一段时间内,预应力损失较快;随后预应力损失速率逐渐减小,最终趋于稳定,岩体蠕变变形也最终趋于稳定。计算结果与已有文献的试验结果对比分析,二者的曲线变化规律一致,验证了本研究模型的正确性与实用性。结合锦屏水电站锚索预应力变化与理论模型的计算结果对比,证明了本研究模型应用于工程实例的准确性,本研究模型比以往的耦合模型具有更广泛的适用范围,不仅适用于稳定蠕变岩体,也适用于非稳定蠕变岩体,对锚索锚固力的变化异常预警和边坡工程的长期安全运营有广泛的工程应用价值。
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6. 压缩空气储能电站地下硐库的基本概念、设计理念与方法 收藏
孙冠华,朱开源,纪文栋,易琪,耿璇,于显杨
隧道与地下工程灾害防治    2024, 6 (1): 14-23.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2024.01.02
摘要   PDF (7725KB)  
从工程角度归纳和总结压缩空气储能地下硐库的基本概念,解析硐库的基本结构,分析硐库在运营期间受到的主要荷载特征;在此基础上改进柔性密封结构的基本设计理念,建议在地下储气硐库的设计中采用可靠度设计方法,为压缩空气储能地下硐库的设计、运营和维护提供指导和依据。
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7. 高地应力软岩隧道的变形规律 收藏
蔡遵乐, 梁庆国, 曹生慧, 李启弟, 吴晓辉, 周仁
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (4): 21-32.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.04.03
摘要   PDF (6661KB)  
为研究高地应力软岩隧道变形规律,基于41座隧道68个监测断面的实测数据统计,定量分析高地应力软岩隧道的变形量与岩体抗压强度、围岩完整性、隧道地应力、隧道埋深、侧压力系数、地下水、岩体基本质量指标和支护刚度等因素的关系。研究结果表明:高地应力软岩隧道围岩大变形是围岩地质条件、设计、施工参数及其它多种因素综合作用的结果,其中地应力、围岩特性和支护措施影响最大,案例统计结果可基本揭示我国交通隧道在高地应力软岩大变形控制技术发展水平。高地应力软岩隧道变形具有显著的时空效应,随时间呈现快速增长—持续增长—趋于稳定的变化规律。变形协调系数前期受开挖影响,变化浮动较大,但当仰拱施作后,变形协调系数很快达到稳定,验证和强调了封闭成环对变形控制的关键作用;随着大变形等级的提高,仰拱施工后变形占比减小。
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8. 水工引水隧洞施工涌水量预测方法对比 收藏
周彩贵, 李景, 梁庆国, 陈克霖
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (1): 32-44.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.01.04
摘要   PDF (2645KB)  
针对隧洞施工过程中易发生的突涌水灾害,通过统计引水隧洞突涌水案例,分析隧洞突涌水的内在规律;分别采用长短期记忆神经网络LSTM(long short-term memory)、Elman神经网络和基于偏最小二乘法的多元线性回归等方法进行隧洞施工涌水量预测,并与隧洞施工实际的涌水量进行对比验证,得到预测隧洞涌水量最优方法。结果表明:突涌水事故更易在浅埋隧洞(道)、长隧道、特长隧道中发生,且易发生在断层、岩溶和可溶岩等地层。对比3种不同模型的预测结果与隧洞施工期的涌水量,LSTM模型预测涌水量精度更高。
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9. 膨胀型防火涂料对装配式框架隧道耐火性影响 收藏
黄震, 叶张骞, 张嘉伟, 彭子茂, 严展硕
隧道与地下工程灾害防治    DOI:
10. 隧洞突水突泥次生灾害诱因与防治技术 收藏
郝俊锁, 刘俊峰, 刘浩, 赵明蕃
隧道与地下工程灾害防治    2023, 5 (4): 81-92.   DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2023.04.09
摘要   PDF (3198KB)  
为探究地下工程突水突泥次生灾害主要影响因素以及控制方法,通过总结2010年以来有关案例,总结孕灾环境与致灾因子,提出突水突泥次生灾害预防与控制技术。以滇中引水狮子山隧洞穿越FⅢ-71断层二次突水突泥为例,探明该地质段灾害成因,将次生灾害演变过程分为3个阶段:孕育阶段、潜存阶段和诱发阶段;提出改善外部环境的状态、阻断灾变演化路径、提高防突层承受能力的方法防止突水突泥再次发生,为隧洞突水突泥次生灾害处置提供经验指导。
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