隧道开挖跨度对围岩级别的影响研究

为进一步提高公路隧道围岩级别判定的准确性,以围岩位移作为围岩自稳能力的评价依据,探讨洞室跨度对公路隧道围岩级别的影响.通过数值模拟方法,对公路隧道两车道、三车道和四车道3种断面尺寸,Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级和Ⅵ级6种围岩级别进行了模拟开挖,以围岩位移值增加幅度作为围岩稳定降低程度的评价依据,探讨不同围岩质量下跨度对...     

超大断面市政隧道合理断面型式的确定

随着城市化进程加快、汽车保有量的快速增加,单洞三车道、四车道大断面隧道在公路隧道和市政隧道中的比例逐渐增加。合理的隧道断面型式设计,将有效提高大断面隧道的空间利用率、节省工程造价。坪盐通道马峦山隧道工程全长约7.89 km,开挖跨度达16-18 m,最大开挖断面达200 m~2,属特长扁平超大断面市政隧道。利用数值模拟方法,对比分析了Ⅲ级、Ⅴ级围岩条件下三心圆和五心圆隧道的围岩位移特征、围岩受力特征、支护结构受力特征、围岩塑性区分布特征,从而确定了不同围岩的隧道的合理断面型式。为其他类似市政隧道工程的断面型式设计提供了参考。     

基于均匀设计的隧道围岩参数反演分析

根据油房湾隧道断面的实测位移,基于均匀设计方法进行了围岩力学参数的反演分析。反演分析考虑了隧道分期开挖及初次支护的全过程模拟,通过对反演参数的多水平数值模拟试验,以实测点量测位移与计算位移的平方差为评价指标,反演获得了油房湾隧道围岩的最佳力学参数组合,以用于隧道围岩稳定性预测和评价。     

大断面隧道围岩压力特征综合分析

运用数值计算方法对单洞2车道、3车道、4车道隧道进行计算分析,通过对衬砌结构受力特征的比较研究,表明单洞四车道隧道结构受力比两车道隧道增加了40%以上、部分位移增加60%以上,表明新建大断面隧道与传统的两车道隧道相比,隧道衬砌结构受力状态、隧道围岩压力分布状况变得十分复杂;通过对工程实例衬砌结构参数分析表明,现行隧道松散荷载计算方法难以反映隧道结构的实际荷载隧道,其计算方法的适宜性受到了质疑。     

单洞四车道特大断面公路隧道设计与施工关键技术

针对单洞四车道公路隧道断面面积大、跨度大以及扁平率低等特点,依托广州东二环高速公路龙头山隧道工程,利用数值仿真手段对单洞四车道特大断面公路隧道的断面形式、支护参数和施工方法等关键因素进行系统的研究、分析,并对有代表性的断面进行现场实测.通过监控量测与反馈分析,评估大断面公路隧道支护结构的受力性态,完善和优化设计,合理控制工程造价,解决了特大隧道断面形状的选择、不同围岩类别条件下合理隧道支护形式及支护参数的确定等关键问题,保证了龙头山隧道的施工安全、运营安全,还可为今后类似的大跨度隧道及其他地下工程的设计、施工和造价控制提供定量依据.     

大断面连拱隧道施工方案研究

针对青岛~兰州高速公路邯郸~涉县段台坡隧道的设计,运用有限元方法对三导洞法修建三车道连拱隧道进行了动态数值模拟,并且对三车道连拱隧道在施工过程中围岩的应力应变分布规律及位移的表现特点进行了分析,可为大断面连拱隧道的设计和施工提供依据。     

某双洞八车道隧道小净距优化的数值分析

以某双洞八车道小净距隧道为依托,从中间岩柱塑性区域、后行洞对先行洞位移及内力的影响等几个方面,探讨了各种围岩级别下四车道小净距隧道的最小净距的合理取值,对超大断面隧道的设计有一定的借鉴意义。     

沙湾特长隧道软弱破碎千枚岩围岩参数敏感性分析与反演研究

为解决甘肃渭武土建试验2标沙湾特长隧道围岩软弱破碎、遇水软化以及强度低等使得围岩力学参数难以准确确定的难题,采用ABAQUS数值计算和正交设计方法进行参数敏感性分析,确定各参数对围岩变形的影响程度。基于粒子群优化的BP神经网络算法建立PSO-BP参数反演分析方法,并编制反分析程序。根据反演的参数进行数值模拟,分析围岩和支护结构位移、应力及塑性区分布情况。研究结果表明： 沙湾隧道围岩位移影响因素重要性依次为黏聚力c、泊松比μ、内摩擦角φ、弹性模量E;PSO-BP参数反演分析方法是一种有效的反分析方法,具有较高的精度。     

Ⅲ级围岩下大断面市政隧道最优扁平率的确定

随着城市化进程加快,交通量的快速增加,高等级公路和市政工程中的两车道公路隧道已不能适应交通量的发展需求,单洞三车道、四车道等扁平大断面隧道日益增多。合理的扁平率,将有效提高大断面隧道的空间利用率、节省工程造价。该文依托坪盐通道马峦山隧道,工程全长约7.89km,属特长市政隧道,开挖跨度达16m。利用数值模拟方法,对比分析了10组不同扁平率下隧道的围岩位移特征、围岩受力特征、支护结构受力特征、围岩塑性区分布特征,以此确定了合理的隧道扁平率。     

三车道连拱隧道施工围岩受力特性数值模拟研究

双洞6车道连拱隧道由于跨度大,断面扁平率小,施工工序复杂,隧道围岩在施工期间经历多次扰动,故使其受力条件极为复杂,施工过程中围岩与结构的受力特征与双洞4车道连拱隧道或分离式隧道存在较大差异。通过对双洞6车道连拱隧道洞口软弱围岩段施工过程进行数值模拟分析,得到其施工过程中围岩与结构的应力、位移、屈服接近度等发展规律,为类似工程提供参考。     

中国四车道及以上超大断面公路隧道修建技术的发展

伴随经济的迅猛发展,对公路交通提出了更高的通行要求,新建、扩建的四车道及以上超大断面公路隧道频频出现,但却几乎没有学者对此方面的研究做出系统的归纳总结,诸多研究在类比引用时忽略工程案例更为细致的类别而存在些许不合理。基于此,通过广泛深入的调研,依据成因和特征将四车道及以上超大断面公路隧道分成3类:常规新建四车道公路隧道、原位扩建四车道公路隧道和分岔四车道及以上公路隧道;在此基础上,归纳总结分析了四车道及以上超大断面公路隧道断面形状、施工工法、施工力学和支护参数等的技术现状以及研究中存在的不足。在断面形状的研究上,实际工程采用的扁平率波动范围较大,并且大于目前理论研究得到的扁平率和国外大部分隧道采用的扁平率,更为合理的扁平率需要深入研究;在施工工法的研究上,有逐渐减少开挖分部,扩大施工空间,增强机械化施工的趋势,与之配套的自动化程度更高的施工机械急需研发;在施工力学的研究上,对围岩的荷载释放和渐进性破坏过程有了更加深入的认识,但是对深埋段围岩压力的计算方法仍没有统一的有说服力的计算理论;在支护参数的研究上,不同的工程呈现较大的差异,需对超大扁平隧道的支护参数进一步研究和优化,为完善相应的指南或规范奠定理论基础。最后对四车道及以上超大断面公路隧道的建造技术进行了展望,指出设计标准化、施工机械化、结构轻型化等是今后重点研究的内容。     

V级围岩条件下超大断面隧道的适宜喷层厚度研究

为了研究V级围岩条件下超大断面隧道的适宜喷层厚度,以深圳某隧道工程V级围岩四车道段为依托,首先基于隧道所处地质条件、自身断面形式和试验加载设备条件,分别建立了20,30,40 cm喷层厚度的室内相似模型,对自重应力场工况下不同厚度喷射混凝土可承受的最大竖向(围岩)应力、位移变化规律和破坏失效特征进行了分析。随后建立了数值仿真模型,并参照模型试验过程,在模型上边界施加竖向应力,分析了不同喷层厚度初支的最大竖向(围岩)应力和极限位移,对室内模型试验结论进行了验证,并进一步优化了喷层厚度。结果表明:随喷层厚度增加,最大竖向(围岩)应力增大,但增量逐渐减小,20,30,40 cm厚度喷层,依次为5.0,5.7,6.0 MPa;20 cm厚度喷层的失效模式不同于30 cm和40 cm厚度喷层,其以拱底位移为断面最大位移,而30 cm和40 cm厚度喷层则以拱顶位移为断面最大位移;在支护结构的变形能力上,30 cm厚度喷层要显著优于20 cm和40 cm厚度喷层,对应失效前极限位移为127,80,82 mm;结合数值模拟、综合喷层结构的支护能力和变形能力,V级围岩条件下超大断面隧道喷层厚度优化为26～38 cm,最优值为32 cm。     

原位扩建隧道围岩变形及力学特性研究

隧道原位扩建需要将原有结构拆除后再进行隧道扩挖,形成大断面隧道.从原隧道的开挖形成小断面隧道到拆除原有结构再扩挖成大断面隧道,围岩经过多次扰动后,经受的应力状态错综复杂.以大帽山隧道原位扩建为例,介绍采用数值模拟手段建立新建4车道和原位扩建4车道隧道的力学计算模型,得出原位扩建隧道的围岩变形及力学特性,为该隧道的支护结...     

虎跳峡分岔大断面公路隧道稳定性分析

虎跳峡地下立交隧道是国内目前断面尺寸最大的山区地下立交隧道,施工时需要多方面考虑各断面的安全性。为分析虎跳峡大断面隧道的稳定性,建立有限元三维隧道模型,结合强度折减法,对围岩整体区域进行弹性模量、内摩擦角、黏结力参数折减,对围岩进行安全性分析,得到大断面隧道的安全系数为1.63。提取拉应变与位移数值结果可知:当围岩较为完整时,直接开挖后,围岩的整体变形较小,加固措施对于围岩的稳定性提高幅度有限,并且竖向位移模拟结果与现场的监测数据较为接近。     

大断面浅埋段隧道围岩内部位移和锚杆轴力特性分析

随着我国经济的迅猛发展,汽车保有量不断提升,公路隧道车流量越来越大,为了顺应经济的发展,我们设计了越来越多的三车道、大断面公路隧道,为了确保大断面浅埋段隧道施工安全,为设计提供依据,我们对某大断面隧道浅埋段围岩内部位移和锚杆轴力特性的分析。     

特大断面小间距公路隧道边仰坡监测分析研究

大断面隧道因隧道施工复杂,工序转换繁多,进洞施工时对隧道边仰坡多次扰动,其变形特征不同于小断面隧道,大断面小间距隧道的边仰坡变形特征更加复杂。同三、京珠国道主干线绕广州公路东环段龙头山隧道属四车道特大断面小间距公路隧道,出口Ⅴ级围岩段地质条件恶劣,采用双侧壁导坑法施工。对龙头山隧道边仰坡变形进行监测,通过对监测曲线进行分析拟合,研究了该隧道边仰坡变形的基本特点与规律,对边仰坡稳定性进行了评价。在隧道施工过程中,根据边仰坡位移以及位移速度、加速度大小调整施工进度和施工方案,取得了良好的效果。     

基于正交设计的大断面隧道分部开挖步距敏感性研究

为了研究大断面分部开挖法隧道分部开挖步距敏感性,基于正交设计原理,通过AQAQUS有限元软件建立三维动态开挖支护数值模型,对三种大断面隧道分部开挖法:中隔壁台阶法、CRD法及CD法进行了不同开挖步距下的计算,对比研究各工况下大断面隧道施工过程中拱顶沉降、地表位移及支护结构应力变化规律,揭示不同开挖步距对大断面隧道围岩与支护结构的变形及受力状态影响规律,同时对大断面隧道分部开挖步距的选择提出参考意见。     

龙头山隧道洞口段核心土临时支撑拆除方案研究

我国现阶段四车道大断面公路隧道建设既无成熟的经验可参考,又无规范可参照,特别是大断面隧道洞口段临时支撑的拆除尤为重要,稍有不慎,极易引起坍塌。以龙头山双洞八车道高速公路隧道为依托,借助数值计算方法,重点分析了隧道洞口段临时钢支撑拆除的不同长度对围岩、隧道结构的影响,并结合现场施工情况,提出了大断面隧道洞口段临时支撑适宜的拆除长度,为类似特大断面公路隧道洞口段的施工提供参考。     

特大断面公路隧道扁平率数值分析

以四川省某水电工程特大断面隧道为工程背景,结合工程区岩石力学试验参数,利用有限元分析软件开展不同扁平率下特大断面隧道围岩和支护应力场、位移场等的分析研究,得出特大断面隧道的扁平率合理控制范围及其受力特性,对特大断面隧道的设计优选具有一定的参考价值。     

双洞八车道公路隧道施工方案研究

双洞八车道公路隧道最大跨度在23m左右,扁平率小于0．5,为超大断面隧道。通过对某双洞八车道公路隧道在几种围岩条件下多种施工开挖方案的有限元计算分析,得出双洞八车道公路隧道宜采用三心圆拱型断面和复合式支护衬砌,软弱围岩段宜采用双侧壁导坑法开挖,并通过相似模型实验研究,得到隧道围岩在施工中的位移发展,遵循台阶式发展过程并符合Hill函数变化规律,可对类似工程设计施工提供类比和指导。