岩石力学与工程学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

岩石力学与工程学报 2007年第11期杂志 文档列表

岩石力学与工程学报杂志动态

本刊2005-2006年各项计量指标统计表2225-2225

挪威海底公路隧道经验——施工、运行、费用和维护2226-2235

摘要：根据2002年关于挪威海底公路隧道的一论文集（挪威公路管理局公路技术部编辑，题目为“论文集98——挪威海底公路隧道”，将详细阐述挪威海底隧道的施工建造等经验。挪威第一条海底公路隧道是在1983年通车的，随后建成了另外24条海底公路隧道，至今共有25条海底公路隧道建成通车，总长度达100km。几条新的海底公路隧道目前正在建设中，还有几条则在规划当中，其中最长将达24km。大多数条海底公路隧道是单洞双线，但是当坡度大于6％时，有些隧道就增加一条线。海底公路隧道都位于沿海岸线的干线公路上，以代替原有的繁忙的轮渡，并建立大陆与当地之间的无轮渡连接。据此，主要介绍这些隧道工程中得到的经验，总的来说，海底公路隧道的建设费用逐渐降低，但是各工程问差异很大，各个隧道的运行和维护的费用也相差悬殊，再投资和设备花费也特别高。经验表明，随着渗水量逐年减少，因而抽出渗透水的要求也降低了。介绍了1996年前17条海底隧道中发生的事故和火灾，对19起造成人身伤害的事故进行了分析。其事故发生率极低，只有O．09（每年每一百万车辆每公里发生的事故次数），最高的事发率是在陡坡的年平均日通车量（AADT）低于1500的隧道中。挪威海底隧道中只发生过3起火灾事故，低于交通事故率10％，而这项研究只包括了17条隧道中发生的19起事故。

挪威海底隧道经验在厦门海底隧道建设中的应用2236-2246

摘要：挪威在世界上拥有最多的海底隧道，最近30a共修建了40条海底隧道，总长达240km。尽管大部分隧道位于较好的地层条件，但也遇到与断层相关的复杂地质条件。挪威海底隧道规划与施工中的一个主要特点是封闭可能的渗水，多年的实践发展出一套系统的探测和封闭渗水的方法，挪威所有的海底隧道都应用了这一方法。据此，介绍该方法，同时介绍处理更为复杂地质情况的隧道建设经验，包括防止隧道的进一步坍塌以及所采取的冻结地层方法，进而还讨论有关把挪威海底隧道经验应用到厦门海底隧道规划与建设中的问题。厦门海底隧道某些段所处地质条件较差，极具挑战性。挪威顾问集团专家协助并正参与把挪威经验应用到厦门海底隧道的建设中去。

厦门翔安海底隧道防排水技术初步应用经验2247-2252

摘要：厦门翔安隧道陆域段多为回填土、砂土和强风化岩土地段，地下水发育，渗水量大。其浅滩段富水砂层和海域段4个风化深槽均直接与海水连通。翔安隧道地下水和海水总水头为50~70m，拱顶最大静水压力为0．65MPa，防水问题十分突出。综合考虑地质条件、水头高度、涌水量、地下水对结构的腐蚀情况以及结构形式等因素，翔安隧道采用复合式衬砌，按“以堵为主，限量排放，多道防水，刚柔结合”的永久防排水原则，设计采用“全封闭”与局部“限量排导”相结合的防排水方案，主隧道在全、强风化、断层破碎带等渗水量较大的地段采用全封闭方案；在Ⅰ，Ⅱ级围岩等渗水量小的地段采用限量排导方案，允许少量渗水限量排放。服务隧道为近似圆形的小断面，全部采用全封闭衬砌方案。通过注浆堵水，加强结构的自防水功能，严格控制防水施工质量等措施构建防水体系，现场施工初步实践经验表明，翔安隧道防排水系统的设计和施工效果比较好，可供类似工程参考。

岩石节理剪切渗流耦合试验及分析2253-2259

摘要：节理岩体内渗流的发生主要是通过断裂节理网络产生，节理面的几何特性和受力特征决定和影响着节理裂隙的渗透性质，从而极大地影响着水下隧道及地下硐室中的渗流。应用白行研制开发的试验设备（岩石节理单一剪切-渗流试验机（SMT-E-4010）），在恒定法向荷载和恒定法向刚度的边界条件下，对不同接触状态下的岩石断裂节理试件分别进行一系列节理的剪切渗流耦合试验，研究剪切过程中力学性质、水力学性质的变化情况；同时，结合立方准则对试验数据进行分析讨论。试验结果表明：节理力学性质，水力开度和透过率在剪切过程中呈现出两阶段的变化性质。

南京长江隧道超大断面管片衬砌结构体的相似模型试验研究2260-2269

摘要：采用室内相似模型试验方法对南京长江盾构隧道φ14．5m超大断面单层装配式管片衬砌在高水压条件下的力学行为特征、结构与周围土体的相互作用关系进行研究。研制了水压装置，实现了真实水压对于大断面水下盾构隧道结构力学特性影响的模拟。重点讨论了变水压与恒定水压作用下管片衬砌结构内力的差异、管片衬砌拼装方式对内力分布的影响，并与有限元计算结果进行了相互验证。研究结果可为南京长江隧道工程的设计、施工提供指导性建议，并可为相关工程提供一定的参考。

高水压富水区隧道限排衬砌注浆圈合理参数研究2270-2276

摘要：海底隧道深埋于海水以下，处于高水压富水区，隧道结构设计时需要考虑外水压力，如果采用“堵水限排”的防排水设计原则，能够以较小的排水量显著降低作用在衬砌上的外水压力，从而使隧道结构设计更加经济。注浆圈合理参数的确定是“堵水限排”的核心问题。基于穿越高水压富水岩溶区的圆梁山隧道工程，通过理论计算和分析，得到了注浆圈参数变化对隧道涌水量和衬砌外水压力的影响规律；提出了隧道排水率的概念，分析了隧道排水率与衬砌外水压力之间的关系。在此基础上提出了确定注浆圈合理参数的方法和程序，给出了圆梁山隧道注浆圈的合理参数值，并在现场得以应用，取得了理想的效果，注浆后实测隧道涌水量与理论计算值基本一致。研究结果表明：衬砌外水压力折减系数取决于隧道排水率，只有当隧道排水系统能够将渗透到衬砌背后的地下水全部排出时，衬砌外水压力才能完全消除；注浆圈的作用不是分担衬砌外水压力，而是通过封堵地下水降低隧道涌水量，从而以较小的排水量可显著降低甚至消除衬砌的外水压力。研究成果对类似高水压富水区以及海底隧道防排水设计具有一定的参考价值和借鉴作用。

数字地下空间与工程2277-2288

摘要：从当今信息化技术在岩土及地下工程的研究现状与趋势出发，系统完整地提出了数字地下空间与工程的概念，即为地下空间与工程提供开放的信息组织方法和信息框架，建立完整的数据标准及数据处理方法，并提供可视化手段及相关软件。首先对地下空间与工程的基本理论框架体系进行了研究，分别从工程、信息、服务和软件架构四个角度对体系进行描述和定义，给出了地下空间与工程的数据分类体系与数据标准化方法，将地下空间与工程中的对象建模分为地质体建模、地下管线建模和地下构筑物建模三大类，并对建模方法分别进行详细阐述。然后对空间查询与空间分析方法进行了探讨，在三维可视化与虚拟现实技术方面，提出了应用时应当遵循的一些基本准则。最后结合上海长江隧道的实际工程，进行了尝试和应用。研究结果表明，数字地下空间与工程是一个信息的与共享平台，也是一个地下空间与工程的数字化博物馆，通过它能使复杂的地下空间与工程透明化，真正实现对庞杂的工程资料综合动态管理，提高数据可视化程度，充分体现出工程信息的价值，提高工程效率，实现工程智能决策。还阐述下一步应重点开展的一些研究工作。

下期内容预告2288-2288

海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法研究2289-2295

摘要：目前国内正在修建或拟修建多条海底隧道，其最小岩石覆盖厚度是海底隧道纵断面线路设计的主要参数之一，将直接制约着海底隧道的安全和工程造价。为此，开展了确定海底隧道最小岩石覆盖厚度的确定方法和准则研究，并综合分析了各种不同方法确定的海底隧道最小岩石覆盖厚度对最终岩石覆盖厚度的权重影响。通过加权的方法得到了确定海底隧道最小岩石覆盖厚度的方法和原则。最后结合工程实例，应用上述方法，得到了宁波象山港海底隧道最小岩石覆盖厚度。

水底盾构掘进泥水喷发现象研究2296-2301

摘要：泥水式盾构工法是水底软土隧道施工的首选工法，施工时泥水压力过大可导致开挖面前方地层劈裂，引发泥水喷发、河（海）水倒灌事故。以此类现象为研究对象，研究地层劈裂发生、伸展机制及不同泥水压力对地层劈裂的影响。研究结果表明：水底隧道泥水式盾构施工时，开挖面前方地层微小劈裂纹不可避免，但泥水喷发现象能否发生与盾构掘进参数、泥水性质、地层特性及盾构覆土厚度密切相关，通过理论分析和盾构掘进模型试验，得出了泥水喷发半经验公式，在此基础上提出了防止泥水喷发现象发生的相关措施。

厦门海底隧道地层变形监测与机制分析2302-2308

摘要：厦门海底隧道施工过程中，工程技术人员将临着陆域段地层大变形、砂层施工控制、全风化花岗岩地层变形机制以及如何穿越结构交界面和全（强）风化深槽（囊）等诸多难题，这些都迫切需要深入研究海底隧道上覆地层的变形规律以及地层变形发展的机制和控制技术。通过陆域段地层变形实测以及对隧道施工过程进行三维流固耦合数值模拟分析，较好地反应了地层变形的分布、发展规律，地下水的运行、作用机制，以及地层大变形发生的力学原因。同时，也较好地描述了海底隧道中围岩-衬砌结构-超前支护-注浆加固-地下水，这一结构体系在地层变形中的相互影响和相互作用。研究结果可为海底隧道陆域段顺利施工提供了技术参考和安全保障，也为即将通过海域软弱风化深槽作研究准备。研究结果表明，考虑流固耦合作用的数值模拟结果与现场监测、观测结果具有良好的一致性，进一步说明围岩、地下水以及相应的施工控制是海底隧道的三大核心技术要素。

厦门海底隧道综合超前地质预报实践2309-2317

摘要：鉴于当前仍未建立起系统的隧道超前地质预报理论的实际，基于地质力学理论，在总结以往研究成果的基础上，较深入地构建了隧道超前地质预报的概念和广义、狭义超前地质预报实施的技术方案，提出了宏观预报、长期预报、短期预报和灾害临近警报的整套超前预报技术手段，并通过厦门海底隧道的预报实践验证，证明了提出的相关理论和技术方法的正确性与可行性，其技术方法对隧道施工生产具有一定的指导意义。

高压引水隧洞陡倾角断层岩体高压压水试验研究2318-2323

摘要：结合一抽水蓄能电站高压岔管区高压压水试验，详细介绍了具有陡倾角断层岩体的高压压水试验方法及试验成果。探讨了岩体高压下水力劈裂区扩展的波动理论和渗透破坏特性，明确了岩体与土体渗透破坏形式差异。试验首次对岩体内的渗透压力和变形进行了同步测量，以了解高压条件下岩体的渗透变形特性。在高孔隙压力作用下，岩体的变形发展试验成果表明，岩体应力和稳定性分析过程中孔隙压力的作用不可忽视，因此采用耦合理论对高孔隙压力环境下的工程岩体进行分析有助于降低围岩失效风险。

地下水和围压对软岩力学性质影响的试验研究2324-2332

摘要：常规三轴压缩试验一直是认识岩石在复杂环境（如地下水丰富和高地应力）下力学性质的主要手段，因此，利用XTR01-01型微机控制电液伺服岩石三轴试验仪研究在不同饱水时间和不同围压下软岩强度的变化规律，就宜万铁路堡镇隧道高地应力大变形段中所揭示的黑色炭质页岩设计了不同饱水状态下的三轴试验方案，并进行了三轴力学性质测试，描述了软岩在饱水时间为1个月的全应力一应变曲线特征，重点探讨了围压和饱水状态对软岩强度的影响规律，详细分析了二者对软岩强度变化的作用机制及特点。最后，根据围岩动态演化规律，结合试验研究结论，提出高地应力软弱围岩的支护原则。

海底隧道钢筋混凝土基于氯盐腐蚀的耐久性参数设计研究2333-2340

摘要：胶州湾海底隧道是中目自行建造的第二条海底隧道，其服役寿命为100a。在详细分析海底隧道结构混凝土的服役环境基础上，参考国内外玑有的寿命预测模型，依据混凝土耐久性试验结果和重大工程类比，综合考虑混凝士碳化、混凝土初始氯离子浓度影响等因素，建立了海底隧道混凝士在双重破坏因素作用下的寿命预测模型。通过上述模型进行计算，计算结果表明：（1）海底隧道要达到100a服役寿命，其衬砌混凝土靠近空气一侧保护层厚度虚大于70mm，靠近土体一侧应大于60mm；（2）混凝土初始氯离子浓度应小于0．15％；（3）氯离子扩散系数应小于4×10^-12m^2／s，水胶比w／b应小于0．34，混凝土强度等级应高于C50。此外，依据混凝土耐久性能与其配合比、原材料之间的定量关系，提出海底隧道100a服役寿命的混凝土配合比设计和原材料优选原则。

盾构隧道功能梯度混凝土管片的研发及性能研究2341-2347

摘要：武汉长江隧道工程所面临的高压富水环境要求衬砌结构管片具有高抗渗、长寿命的性能。引入功能梯度材料设计原理，肘钢筋混凝土管片进行功能梯度设计与优化，实现管片外层高防水抗渗、结构层提供强度及内衬层耐火的多重功能。同时采用适当的界面处理技术，保汪管片各功能层的性能均匀过渡，实现功能和结构一体化设计。对结构层混凝土、保护层材料性能分别进行测试，测试结果表明，保护层材料具有优良的抗渗性能，相比普通混凝土氯离子扩散系数降低一个数量级，寿命提高10倍以上，优于目前国际上已报道的最好水平（6×10^13m^2／s）；结构层、保护层混凝土力学性能优良，强度满足设计要求，保护层材料强度达C70以上，主体结构层达到C50；保护层材料与结构层材料体积稳定性良好；耐酸性气体腐蚀性能大大增强，90d中性化深度不足1mm；同时，管片内衬层通过刷涂防火抗爆材料有效提升了管片的内层耐火性能，耐火极限是未经处理试件的4．72倍；最后通过实际的生产及检测，进一步证明了功能梯度混凝上管片具有较好的服役性能。

爆破荷载作用下青岛胶州湾海底隧道覆盖岩层稳定性分析2348-2355

摘要：以青岛胶州湾海底隧道为背景，采用国际上常用的计‘算模式模拟爆破施工荷载，根据ABAQUS动态计算的特点，将爆破荷载以等效应力的方式加载于模拟炮孔之上，依据不同围岩类型和岩层覆盖厚度设计值选取隧道左、右线典型段；采用有限单元法分析了覆盖岩层各监测点的振动速度、加速度变化趋势。数值分析结果表明，各测点的振动速度、加速度时程曲线均满足隧道爆破变形规律。根据隧道围岩振动破坏准则，计算所得的最大水平、垂直振动速度均小于规范要求的临界值，且爆破作用影响范围远小于隧道覆盖岩层设计厚度，所以岩层覆盖厚度设计值满足爆破工程稳定性和安令性要求。同时，考虑到隧道选线的经济合理性，提出了爆破施工荷载作用下隧道顶板厚度设计参考值，并进行了验证，对类似工程具有一定的指导意义。