水平旋喷桩成拱预加固隧洞开挖施工数值分析

以地铁区间水平旋喷成拱预加固隧道施工为背景,采用MIDAS—GTS岩土数值分析软件模拟隧道开挖施工工艺;通过数值模拟结果的分析,研究水平旋喷桩成拱预加固隧道开挖施工时旋喷桩拱壳的位移和应力、围岩位移和应力的规律和特点;提出水平旋喷桩成拱预加固隧道开挖施工建议,为今后该类施工提供参考．     

浅埋偏压隧道开挖方案的分析研究

采用CRD法,对浅埋偏压公路隧道在不同开挖顺序下进行施工力学数值模拟.分析不同开挖顺序时的围岩位移、应力、初期支护的内力,并进行比较.数值结果表明:隧道开挖按照外侧上部-内侧上部-外侧下部-内测下部的顺序进行时,开挖过程应力、位移较小.边墙与仰拱交界处和拱顶均是施工中应重点关注的部位.     

长大深埋排水隧道在不同施工方法下围岩稳定性

为研究不同施工方法下深埋排水隧道围岩变形机制及稳定性控制,利用有限差分程序FLAC3D模拟了在不同施工方法下隧道的开挖支护过程,研究了隧道支护结构的变形与应力变化规律,探索了围岩稳定性,并分析了应力场、塑性区及变形对不同围岩力学参数敏感性。研究结果表明,在不同施工方法下排水隧道衬砌按抗压及抗拉验算均是安全的,且最大拉应力主要集中在拱底上;采用全断面法施工时围岩的竖向位移和水平位移最小;衬砌应力及围岩变形对弹性模量最敏感,黏聚力和内摩擦角对塑性区影响较大。     

深埋隧道穿越围岩破碎带变形控制技术研究

新建和顺至邢台铁路天河山隧道为深埋隧道,隧道穿越高地应力区。隧道开挖引起局部地应力释放,在开挖围岩区域形成较大的二次应力,如不及时采取合理的支护措施,待二次应力场发展到一定程度后可能引起隧道坍塌,造成人员伤亡和经济损失,参考国内类似工程并结合设计要求,确定了拱顶沉降不超过7 mm的控制标准。本文利用FLAC3D有限差分软件分析了不同支护措施(超前小导管注浆、管棚注浆、掌子面超前注浆)对隧道变形的控制效果。结果表明:隧道采用洞身管棚、超前小导管注浆并加固掌子面的超前支护措施控制效果最好。     

岩溶区隧道浅埋段塌方冒顶分析及治理

针对贵州某高速公路隧道左洞在开挖进程中出现的塌方冒顶事故,提出了岩溶区隧道浅埋段塌方的治理方案,根据该隧道左洞进口段处于岩溶区,且属于隧道浅埋段的地质条件,对引起塌方灾害的致灾诱因进行了深入探析。在此基础上,建立对比工况进行数值模拟,分析研究隧道塌方冒顶的影响因素。研究结果表明:岩溶浅埋隧的致灾诱因有软弱围岩体、丰富的地表水水量以及对岩溶区认识不足的工程因素等,其中隧道周围存在溶洞和施工开挖掘进是主要诱因,溶洞所在断面的应力释放主要发生在开挖瞬间。     

“隧道工程”课程围岩力学问题可视化教学研究

隧道施工过程中对围岩的开挖、支护以及围岩与支护结构的相互作用等围岩力学问题,是"隧道工程"课程的核心内容之一。分析了"隧道工程"课程中主要围岩力学问题及其教学难点,利用数值分析软件FLAC-3D模拟和分析了围岩初始应力场、开挖过程中围岩应力重分布情况、支护结构受力情况以及特殊地质背景下的围岩力学问题,将模拟结果制作成视频和图片进行可视化教学,取到了良好的教学效果。     

高地应力条件下软岩大变形隧道极限位移计算模拟

由于受地应力水平和围岩工程性质影响,高地应力条件下软岩隧道开挖后围岩塑性变形显著,施工中常伴有支护变形侵限、大面积开裂,甚至坍塌等现象发生。如何选择合理的支护措施,有效控制软岩隧道变形并确保结构安全已成为目前地下工程界的关注焦点。施工中各阶段隧道极限位移的研究,可为该种条件下隧道设计和施工决策提供有利的技术支持。根据乌鞘岭隧道F7断层区段的实际情况、对高地应力条件下软岩大变形隧道不同施工阶段的极限位移进行研究和确定,并将研究成效应用于工程实际。     

高地应力条件下软岩大变形隧道极限位移计算模拟

由于受地应力水平和围岩工程性质影响，高地应力条件下软岩隧道开挖后围岩塑性变形显著，施工中常伴有支护变形侵限、大面积开裂，甚至坍塌等现象发生。如何选择合理的支护措施，有效控制软岩隧道变形并确保结构安全已成为目前地下工程界的关注焦点．施工中各阶段隧道极限位移的研究，可为该种条件下隧道设计和施工决策提供有利的技术支持．根据乌鞘岭隧道F7断层区段的实际情况、对高地应力条件下软岩大变形隧道不同施工阶段的极限位移进行研究和确定，并将研究成效应用于工程实际。     

新建隧道施工对既有煤矿巷道稳定性影响

针对翠屏山隧道与翠屏山煤矿巷道交叉段的特殊工况,分析新建隧道施工对围岩和煤矿巷道变形和应力的影响,通过有限元数值模拟验证现场施工工法的可靠性。研究结果表明:隧道开挖引起下方巷道拱顶最大沉降量为4.6 mm,仰拱最大隆起量为0.7 mm;新建隧道开挖产生卸荷作用,巷道顶部受到上部土体的约束而产生压应力,最大主压应力为1.85 MPa;隧道开挖前后最大主应力变化比例值最大值为42%,位于新建隧道与既有煤矿交叉处;近接隧道施工时,交叉段内地质条件较差时,采用双侧壁导坑法施工,隧道开挖引起的围岩变形量较小,施工方法较合理。     

Q2黄土中隧道断面扩大开挖优化分析

黄土强度低、抗扰动性差,在其中进行隧道施工时,采用不同的开挖步骤直接影响着其施工的安全、效率及稳定性控制效果。通过对Q2黄土中原有隧道断面扩大开挖过程的数值模拟,以应力、位移等为指标,分析不同的开挖顺序对隧道结构稳定性影响的优劣性,进而确定合理的开挖顺序,以降低施工风险,优化断面扩大开挖效果,并得出隧道扩挖对围岩影响的规律。     

大型地下洞室围岩最佳支护时间的判定

对新奥法在大型地下洞室施工中的二次支护时间的现有判据进行分析,发现其考虑因素欠全面,主要以变形量或变形速率为主,洞室位移相对值不适应大型洞室.以围岩变形为研究对象,提出大型洞室围岩变形达到总变形的80%、洞室周边水平收敛速度小于0．2 mm/d、顶拱或者底板垂直位移速率小于0．1 mm/d、隧洞周边水平收敛速度以及拱顶或底板垂直位移速度明显下降、位移加速度应基本接近于0作为大型地下洞室最佳支护时间的判据.为了验证该判据的合理性,选择了向家坝大型地下洞室一个断面,按照实际开挖顺序,计算了不同开挖层的最佳支护时间.向家坝地下洞室该断面处围岩拱顶、不同开挖层上下游侧边墙最佳支护时间在8~18 d之间,较好地符合了向家坝实际支护时间.     

山体隧道洞口段应力特征研究

隧道开挖必然导致洞口段原岩应力重新分布,针对洞口段围岩应力复杂变化及隧道支护受力情况,采用ANSYS有限元三维模拟,并结合现场试验,对浙江某山体隧道进行整体分析。直观地展示了围岩仰坡段受隧道开挖及山体地形地貌影响下应力变化特征,并表明坡趾是阻止失稳破坏的关键位置,衬砌内力与其自身刚度成正比关系等。对该隧道洞口段应力变化情况进行分析,以期对其他类似工程的研究提供借鉴意义。     

大断面隧道开挖稳定性数值模拟分析

由于山岭隧道穿越地层较多,地质条件复杂多样,以某大断面山岭铁路隧道建设为实例,运用FLAC3D差分有限元软件对大断面隧道分别采用了三种不同的开挖方式进行数值模拟计算,通过分析隧道围岩位移、应力大小以及塑性区域来判断隧道稳定性.得出以下结论:CD法开挖时的水平位移与竖向位移最小,其次是上下台阶法,最大的是全断面法.采用C...     

对某大型隧道工程的监测及结果分析

通过对重庆某大型隧道工程拱顶下沉、围岩周边收敛位移、围岩压力及钢支撑轴力等进行现场实时动态监测,获得了隧道围岩压力、位移和周边变形随时间的变化曲线,并对该隧道的监测结果进行定量分析,得到了隧道监测周期变化趋势。同时,结合该隧道的监控分析结果对设计和施工进行了定性评价,有针对性地提出了对类似工程设计和施工的建议。     

有限元强度折减法在双孔并行隧道施工模拟中的应用研究

用有限元强度折减法计算出的安全系数作为评价隧道围岩稳定性的指标,借助于ANSYS程序,使用莫尔-库仑等面积圆屈服准则,计算嵩山隧道的安全系数,通过分析比较确定最优开挖方案;对隧道的开挖支护过程进行数值模拟,分析应力场、位移场、塑性区和支护结构内力变化规律,为隧道工程施工提供理论指导。     

深埋圆形富水隧道应力与位移的弹塑性解（英文）

研究目的:推导获得深埋圆形富水隧道应力场与位移场分布的弹塑性解析解。创新要点:基于弹性力学厚壁圆筒受均布压力的拉姆解答和Mohr-Coulomb屈服条件,推导了考虑渗流作用和应力释放时含衬砌深埋隧道的弹塑性解,并采用FLAC3D有限差分程序验证了其正确性。研究方法:通过理论分析建立考虑渗流作用和应力释放的含衬砌深埋圆形隧道的解析模型(图1),然后推导了基于Mohr-Coulomb屈服准则的隧道围岩与衬砌渗流场、位移场和应力场计算的弹塑性解析公式,并通过数值模拟程序(图2)验证了推导公式的正确性。重要结论:基于前人研究基础,推导获得了深埋富水隧道应力与位移场分布的理论解析解,并通过数值模拟方法验证了其正确性。该解析解一方面可以用于深埋高水头隧道的预设计,如预测隧道周围的水压力、应力场和位移场分布规律,另一方面可用于校核大型复杂数值模型的正确性。     

盾构施工参数对地层变形的影响

以南宁地铁一号线南湖段下穿隧道为工程背景,建立隧道开挖的三维有限元模型,通过数值分析,得到盾构施工过程中地层变形的分布规律,讨论盾构施工过程中注浆压力对地表沉降、水平位移及拱顶位移的影响,分析掌子面压力对地表隆起的影响规律。研究结果表明,注浆压力对地表变形会产生明显的影响,随着注浆压力的增大,地表沉降及水平位移明显减小。当掌子面压力大于0.1 MPa时,会引起掌子面前方土体产生向上的位移,地表隆起量随掌子面压力的增加而增大。     

CRD法和台阶法施工对地铁隧道围岩变形的影响分析

本文将以青岛地铁1号线水开区间隧道工程为基础,应用CRD法(交叉中隔墙法)以及台阶法动态监测隧道施工过程中围岩变形状况,回归处理数据信息,借助相应软件模拟分析这两种方法。在相关研究中可知,借助CRD法一般可以更有效地对水平收敛量以及拱顶沉降加以控制,使围岩受到施工扰动的程度降低,在维持围岩稳定性、自持能力上作用明显。与此同时,施工过程中借助台阶法可以使快速开挖隧道得以实现,但是在有较高施工要求或者有复杂地层条件区域中还应采用CRD法展开施工,从而进一步对围岩变形加以控制,使围岩保持稳定。     

衬砌背后空洞对浅埋隧道结构稳定性的影响

利用Abaqus有限元软件进行三维弹塑性模拟分析,研究不同大小、不同位置的空洞对浅埋隧道衬砌结构变形、应力、安全系数以及围岩应力、压力的影响。结果表明：无论空洞在什么位置,围岩最大主应力一般随空洞增大而增大,最大变化幅度为69.1%;围岩压力的变化主要集中在空洞及周围,最大变化率可达90%,其他控制点处变化率不超1.5%;衬砌位移均随空洞增大而增大,其变化幅度由大到小依次为“X>Y>Z”;衬砌最大主应力一般随空洞增大先减小后增大,变化幅度最大可达57.8%;衬砌安全系数随空洞增大而减小,拱脚处空洞出现最小值2.9。     

既有高速公路下穿隧道超长双层大管棚变形规律研究

某隧道下穿高速公路段以140m超长大管棚作为超前预支护.为探究隧道开挖过程中管棚与围岩的相互作用,采用测斜仪和水平测斜管对超长大管棚的变形进行测试,得到管棚在隧道开挖过程中各点的位移的分布规律,应用双参数弹性地基梁中的巴氏(Pasternak)模型进行理论分析,并与试验结果进行对比.根据现场测试结果和理论计算,分析隧道在开挖过程中围岩与管棚支护的作用机制,研究结果为以后类似工程的施工提供了借鉴.