【CN209911119U】黄土地铁隧道围岩浸水及动荷载模拟系统【专利】

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黄土地区浅埋暗挖地铁隧道围岩压力特征研究

安地铁二号线为研究对象，取２组不同围岩条件的测试断面，展现场测试工作。对围岩与初期支护接触压选开
力、期支护与二次衬砌接触压力及二次衬砌结构应力进行研究。结果表明：初隧道墙脚位置初期支护与围岩之间接触压力较大，明这二者承受大部分垂直压力；表初期支护所受围岩压力随着土体强度降低而增大，分布形式且更趋于静水压力作用特点；次衬砌作为主要支护结构承担大部分荷载，期支护与二次衬砌接触压力随围岩土二初
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｈｅｌｒｃｌｉｌｅｔｆｔｏｓｏｆｓｃｉｓｏｆｅｅｕｒｏｄｉｇｒｃｏｎｔｏｒｏａｇｅｓａｅｆｅｄｔｓｓｏｗｏｇｒｕｐｅｔｏｎｆｄｉｆｒｎｔｓｒｕｎｎｏｋｃｄｉｉｎｓｗｅｅｃｎ～ｄｕｔｄｏｈｅｃｓｒｃｉｎｓｔｓｏｆＬｉｈｅＸｉａｅｒＯａｏｐｒｃｓｌｃｅｎｔｏｎｔｕｔｏｉｅｎｅ２ｏｆｔ ’ ｎＭｔｏＳｓｔｅｉｅｙｕｎｄｒｔｎｄｔｈｒｃｅｉｔｃｆｅｓａｈｅｃａａｔｒｓｉｓｏｓｒｏｕｉｏｋｐｅｓｅｎｂａｎｔｏａｉｇｐｏｒｉｎｓｒｄｂｌａｔｆｔｅｌｎｎｇｓｒｃｕｒｆｍｅｒｕｒｎｄｎｇｒｃｒｓｕｒｓａｄｏｔｉｈｅｌｄｎｒｐｏｔｏｈａｅｙａｌｐｒｓｏｈｉｉｔｕｔｅｏｔｏｔｎｅｓｗｉｈｓｌｏｂｕｉｄｅａａｉｎｏｓｅｏ．Ｔｈｅｃｎｔｃｉｇｐｅｓｒｎｓｒｕｎｄｎｏｋｎｈｕｎｌｔｈａｌｗｒｅｘｃｖｔｏｎｉｌｅｓｒｇｉｎｓｏａｔｎｒｓｕｅｏｕｒｏｉｇｒｃａｄｔｅｉｉｉｌｓｐｐｔｎｇｓｔｍ，ｔｏａｔｎｇｐｅｓｅｏｎｔｎｔａｕｏｒｉｙｔｍｎｄｓｃｎｒｉｎｇｓｒｃｎｔａｕｏｒｉｙｓｅｈｅｃｎｔｃｉｒｓｕｒｈｅｉｉｉｌｓｐｐｔｎｇｓｓｅａｅｏｄａｙｌｎｉｔｕ～ｔｅａｄｔｔｅｓｏｈｅｓｃｎｄｒｉｎｇｓｒｃｕｅｗｅｅｍｏｎｔｒｄＴｈｅｅｒｈｒｓｌｓｉｉａｅａｏｌｗｓ：ｕｒｎｈｅｓｒｓｆｔｅｏａｙｌｎｉｔｕｔｒｒｉｏｅ．ｅｒｓａｃｅｕｔｎｄｃｔｓｆｌｏ

黄土盾构隧道开挖围岩扰动特性模型试验研究

黄土盾构隧道开挖围岩扰动特性模型试验研究韩兴博;陈子明;叶飞;梁晓明;冯浩岚;夏天晗【期刊名称】《岩土工程学报》【年(卷),期】2024(46)5【摘要】为了探究不同含水率和埋深等工况下的黄土盾构隧道开挖对围岩的扰动作用特征,采用相似模型试验,首先通过三轴试验测定了不同含水率下原状黄土物理参数及强度指标,通过大量试配得到了不同含水率下与原状黄土强度指标参数相似的试验用土。

其后,考虑盾构隧道盾尾间隙特征,开展不同含水率及埋深等组合工况下盾构开挖模拟试验,通过微型土压力传感器、百分表等监测元件以及数字图像技术等手段,分析了不同工况下地层变形、地表沉降和围岩应力的变化规律。

研究发现:含水率较低时,围岩的自稳能力强;含水率越高,埋深越大,开挖对地层的扰动作用也越大;地表最大沉降值与含水率呈正相关,与埋深呈负相关;围岩剩余应力随含水率和埋深的增大而增大,但当含水率增大至一定值(26.6%)时,围岩剩余应力骤减;基于不同含水率下的围岩应力及变形发展规律,可将黄土含水率分为自稳、形变以及松动含水率,基于含水率和埋深引起的围岩松动情况,可将不同工况下的黄土盾构隧道围岩压力作用模式按照形变压力和松动压力计算,以更加适应黄土地层的特性。

【总页数】10页(P968-977)【作者】韩兴博;陈子明;叶飞;梁晓明;冯浩岚;夏天晗【作者单位】长安大学公路学院;长安大学公路大型结构安全教育部工程研究中心;西南交通大学土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】TU411【相关文献】1.盾构法施工土质隧道围岩扰动特性研究2.开挖工法对高地应力场软岩隧道围岩稳定性影响的模型试验研究3.黄土盾构隧道地层特性演变规律及围岩压力计算4.结构性黄土深埋盾构隧道围岩力学特性研究5.不考虑开挖扰动影响的隧道涌水量预测模型试验研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

【CN209687507U】一种黄土隧道施工初期支护装置【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920320672.9(22)申请日 2019.03.14(73)专利权人中铁十局集团西北工程有限公司地址 710065 陕西省西安市高新区棉业二路69号(72)发明人满孝锋　韩松　王超　赵泽南　孟乃川　(74)专利代理机构北京睿博行远知识产权代理有限公司 11297代理人王敏(51)Int.Cl.E21D 11/18(2006.01)E21D 11/10(2006.01)E21D 20/00(2006.01)(54)实用新型名称一种黄土隧道施工初期支护装置(57)摘要本实用新型公开了一种黄土隧道施工初期支护装置，包括拱形钢板，所述拱形钢板之间通过限阻钢板固定连接，所述拱形钢板的表面固定安装有格栅钢筋，所述格栅钢筋的下方设置有固定结构，所述拱形钢板的内侧设置有支护结构，所述支护结构的内侧设置有土层结构。

本实用新型通过拱形钢板、限阻钢板、格栅钢筋、固定结构、支护结构、土层结构、水平旋喷桩、钢管和地轨的设置，不仅可以方便施工操作的进行，还能够提高其支护强度，同时解决了传统的支护装置在搭设时步骤较为繁琐，而且在后期拆卸时也会耗费较多人工劳动力，同时其支撑不够稳定，影响施工作业的问题，该黄土隧道施工初期支护装置，值得推广。

权利要求书1页说明书3页附图1页CN 209687507 U 2019.11.26C N 209687507U权　利　要　求　书1/1页CN 209687507 U1.一种黄土隧道施工初期支护装置，包括拱形钢板(1)，其特征在于：所述拱形钢板(1)之间通过限阻钢板(2)固定连接，所述拱形钢板(1)的表面固定安装有格栅钢筋(3)，所述格栅钢筋(3)的下方设置有固定结构(4)，所述拱形钢板(1)的内侧设置有支护结构(5)，所述支护结构(5)的内侧设置有土层结构(6)，所述支护结构(5)的外表面设置有水平旋喷桩(7)，所述水平旋喷桩(7)的内部贯穿设置有钢管(8)，所述土层结构(6)的下方设置有地轨(9)。

【CN209990491U】一种湿陷性黄土隧道支护结构【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920323215.5(22)申请日 2019.03.13(73)专利权人中国建筑第二工程局有限公司地址 100054 北京市通州区梨园镇北杨洼251号(72)发明人王亮　李炎　王强　袁乾龙　张彦龙　曾佑理　蒋鑫　满国芳　段魁　(74)专利代理机构长沙市和协专利代理事务所(普通合伙) 43115代理人王培苓(51)Int.Cl.E21D 11/14(2006.01)E21D 11/18(2006.01)E21D 11/10(2006.01)E21D 20/00(2006.01)(54)实用新型名称一种湿陷性黄土隧道支护结构(57)摘要本实用新型提供一种湿陷性黄土隧道支护结构。

所述湿陷性黄土隧道支护结构沿隧道的长度方向布置有多个，包括钢底板、钢架及钢拱架，所述钢架和钢拱架与隧道的内壁贴合；所述钢架的两侧均设有锁脚锚杆，所述锁脚锚杆在两所述钢架的上下端设置；所述钢拱架上设有多个小导管，其沿所述钢拱架均布设置；所述钢底板上端依次敷设有碎石垫层和钢筋混凝土层；在隧道内壁和所述钢架、钢拱架外侧之间设置有隔水层。

与相关技术相比，本实用新型所提供湿陷性黄土隧道支护结构能承受围岩释放荷载，保证隧道长期安全使用，不产生危害。

权利要求书1页说明书3页附图1页CN 209990491 U 2020.01.24C N 209990491U权　利　要　求　书1/1页CN 209990491 U1.一种湿陷性黄土隧道支护结构，沿隧道的长度方向布置有多个，其特征在于，包括钢底板、自所述钢底板的两端竖向延伸的钢架、及连接于两钢架上端的钢拱架，所述钢架和钢拱架与隧道的内壁贴合；所述钢架的两侧均设有自其向隧道围岩内延伸的锁脚锚杆，所述锁脚锚杆在两所述钢架的上下端设置；所述钢拱架上设有自其向隧道围岩内延伸的多个小导管，多个小导管沿所述钢拱架均布设置；所述钢底板上端依次敷设有碎石垫层和钢筋混凝土层；在隧道内壁和所述钢架、钢拱架外侧之间设置有隔水层。

黄土地层地铁盾构区间隧道围岩荷载研究现状及展望

文章编号：1009—4539(2021)增1—0005—05黄土地层地铁盾构区间隧道围岩荷载研究现状及展望董阳涛(中铁二十一局集团轨道交通工程有限公司山东济南250000)摘要：随着黄土地区各大主要城市地铁盾构隧道的兴建，越来越多的工程实践表明黄土盾构隧道的围岩荷载需要建立更为完善的计算方法，以科学地指导施工。

通过总结一般黄土隧道、盾构隧道围岩荷载的研究內容和方法，对比黄土盾构隧道荷载现有研究，探究现有研究对黄土盾构隧道围岩荷载的适用性，并以此对今后的研究进行合理展望，研究表明：(1)目前围岩荷载的多种研究方法各有其适用性，进行相关研究时宜合理选择；#2)现有围岩荷载计算方法对黄土盾构隧道荷载的确定存在一定的局限性，还需要进一步完善；(3)黄土盾构隧道围岩荷载特性的研究需要综合考虑盾构施工工序、黄土水敏性等因素的影响，以完善黄土盾构隧道围岩荷载研究体系。

关键词：盾构隧道黄土地层围岩荷载水敏性中图分类号：U455.43；U451.2文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1009-4539.2021.S1.002Research Status and Prospect of Surrounding Rock Load of MetroShield Running Tunnel in Loess StraUumDONG Yangtao(Chino Railway21=Bureau Group Rail Transit Engineering Co.Ltd..Jinan Shandong250000,Chino)AbstracU:With the construction of metro shield tunnel in majoo cities in loess area,more and more engineering practice shows thai it is necessary tu establish a more perfect calculation method foe the surrounding rock load of loess shieW tunnei tu scientificallc guide the construction.By summarizing the research contents and methods of the surrounding rock load of the generai Wess tunnei and the shield tunnei,and comparing the existing research of the Wess shieW tunnei load,the appiicability of the existing research on tUe surrounding rock bad of the ooess shield tunnel is expoored,and the future research is reasonably prospected.The research shows:(1)various existing research metUods of surrounding rock load have theis own applicability,and it is appropriate tu choose them reasonably in related research；(2)tUe existing calculation method of surrounding rock load has certain limitations in determining the load of loess shield tunnel and needs further improvement；(3) the research on the surrounding rock load characteristics of loess shieO tunnel needs tu compeehensieeoyconsideetheinlouenceolshieod consteuction peoce s,ooe s wateesensitieityand otheelactoestoimpeoee theeeseaech system olsu e oundingeock ooad olooessshieod tunneo.Key words:shield tunnel；loess stratum；surrounding rock load；water sensitivity1引言近年来，随着我国交通事业的迅速发展，我国西北地区也展开了大量的交通建设。

一种黄土隧道支护系统[实用新型专利]

专利名称：一种黄土隧道支护系统
专利类型：实用新型专利
发明人：昝文博,赖金星,张玉伟,来弘鹏,刘禹阳,李又云,张梦泽,贺思悦
申请号：CN201620329220.3
申请日：20160419
公开号：CN205532619U
公开日：
20160831
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种黄土隧道支护系统，包括超前支护，柔性支护和刚性支护等主要结构，各结构层按施工工序依次紧跟施作。

超前支护通过超前小导管注浆预加固围岩，柔性支护通过预制泡沫混凝土块采用螺栓连接拼装而成，所有预制泡沫混凝土块之间的接缝采用弹性橡胶密封垫密封防水，刚性支护包括沿隧道环向布置一周、纵向间隔布置的钢管混凝土拱架和填充于钢管混凝土拱架之间的预制钢筋混凝土管片，相邻两榀钢管混凝土拱架之间通过纵向钢筋连接，钢管环向之间通过套管连接，预制钢筋混凝土管片之间通过螺栓连接。

本实用新型在有效保证隧道结构安全的同时，工序简单，施工进度快、质量高，防水效果好。

申请人：长安大学
地址：710064 陕西省西安市碑林区南二环中段33号
国籍：CN
代理机构：西安通大专利代理有限责任公司
代理人：陆万寿
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黄土地铁暗挖隧道浸水湿陷变形工程特性分析

黄土地铁暗挖隧道浸水湿陷变形工程特性分析作者：李彩凤来源：《中国房地产业》 2017年第4期【摘要】黄土隧道围岩发生湿陷变形时，将会引起衬砌结构不均匀沉降，从而威胁隧道的安全运行。

针对典型地铁地层结构建立数值模型和现场试验，得到饱和状态下的土性参数。

然后，模拟隧道围岩及支护结构，分析了隧道黄土围岩不同浸水条件下黄土地基湿陷压缩应力条件的变化规律。

【关键词】黄土隧道；湿陷压缩应力；地表水入渗；地下水位抬升1、引言湿陷性黄土具有大孔隙、结构性、湿陷性和水敏性等性质，天然低湿度下具有明显高强度和低压缩性的黄土，一旦浸水或增湿时会发生强度骤降和变形突增的特性。

它们在定量上的不可忽视性和在定性上的急速发展性，是黄土变形影响其上建筑物稳定性的突出问题[1]。

湿陷性黄土隧道是指衬砌结构位于湿陷性黄土地层的隧道，在黄土地区公路、铁路和城市地铁工程中比较普遍。

在含有地下水的黄土层中修建隧道，由于黄土在干燥时很坚固，承压力也较高，施工可顺利进好。

当其受水浸湿后，呈不同程度的湿陷性，会突然发生下沉现象，使开挖后的围岩迅速丧失自稳能力，如果支护措施满足不了变化后的情况，极容易造成坍塌[2]。

本文针对地铁湿陷性黄土隧道工程，从地表积水入渗及地下水位抬升两种情况出发，主要分析黄土隧道浸水后其对衬砌结构的影响，为湿陷性黄土隧道地基的加固治理提供指导[3]。

2、暗挖区间隧道黄土湿陷性数值模拟分析2.1 数值模拟湿陷性黄土的难点岩土界常用的本构模型包括摩尔一库仑模型、剑桥模型、邓肯一张模型等。

这些模型大都适用于粘土或者是砂性土的计算，不能反映湿陷性黄土湿陷变形的特点。

考虑到上述各种常用计算模型的优点与不足，本文采用董晓明博士提出的“密模修正法”进行湿陷性黄土的数值模拟[4]。

“密模修正法”从分析土体强度三大指标开始考虑: ①对变形模量E0、粘聚力c，摩擦角φ 同时进行修正; ②单独对变形模量E0 进行修正; ③同时对粘聚力c, 摩擦角φ 进行修正[4-5]。

隧道围岩衬砌复合结构受力防水试验系统与方法[发明专利]

专利名称：隧道围岩衬砌复合结构受力防水试验系统与方法专利类型：发明专利
发明人：李术才,薛阳,王汉鹏,张庆松,章冲,马正卫
申请号：CN201911096700.4
申请日：20191111
公开号：CN110823612A
公开日：
20200221
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本公开提供了一种隧道围岩衬砌复合结构受力防水试验系统与方法，包括反力密封框架，反力密封框架卧式布设，包括位于两侧的盖板，以及设置在盖板之间的多榀反力框架，每榀反力框架的内沿上圆周布设的多个油缸，且油缸通过垫块设置在反力框架上，通过调整垫块改变油缸的设置位置，以实现适合不同形状隧道的应力加载；盖板上均设置有观测口，且盖板和反力框架之间、反力框架之间均为密封连接；至少一榀反力框架上设置有注水加压口，通过注水加压口与注水加压系统连接，以模拟地下工程围岩的突涌水现象和过程；各个油缸由液压加载系统提供液压动力源及变频调节流量，实现应力的加载与保持。

申请人：山东大学
地址：250061 山东省济南市历下区经十路17923号
国籍：CN
代理机构：济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：李琳
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