薄基岩顶板条件下隧道施工爆破围岩振动特性

以广东汕湛高速公路水墩隧道为工程背景,采用现场实测和数值模拟计算方法,研究薄基岩顶板隧道在掏槽爆破荷载作用下掌子面附近围岩的振动特性。研究结果表明:在沿隧道纵向上,在掌子面后方约4 m范围内的隧道拱顶围岩振速处于较高水平,需加强支护并重点监测;在掌子面平面上,由于左高右低倾斜岩层界面的存在,使掌子面附近围岩右侧(基岩顶板较薄侧)振速整体上比左侧(基岩顶板较厚侧)大,右侧振速衰减速度整体上比左侧慢,掌子面右上方附近围岩为薄弱区域,应重点防护。     

广义宾汉流体水泥基浆液动水注浆及质量检测研究

裂隙突水灾害严重威胁隧道施工安全,注浆是解决裂隙突水灾害的有效手段之一。通过分析广义宾汉流体的水泥基浆液流型,建立平板单一裂隙动水条件下注浆扩散模型,构建应力只和变形速率有关、与时间无关的纯粘性流体本构方程;基于注浆扩散模型得出水泥基浆液断面的平均流速;由注浆孔边界和扩散边界条件,结合注浆孔压力和静水压力,推导出在逆水条件和顺水条件下浆液的扩散距离公式。根据依托工程实际制定裂隙注浆控制方案,并结合隧道检测手段对注浆效果进行验证。     

地铁车站大断面开挖周边环境风险数值分析

以北京地铁某地下车站工程为背景,采用FLAC 3D有限差分软件建立车站主体结构三维模型,对车站运用PBA洞桩法施工进行数值模拟,对各个施工阶段下导洞拱顶、地表、临近建筑物以及管线的沉降与变形进行数值模拟计算,计算结果表明各项指标均满足相关要求。     

山岭地区隧道涌水量预测计算方法的应用分析

研究目的:山岭地区隧道基岩裂隙水的涌水量计算,至今仍是一项需要不断深入研究的课题.传统的地下水动力学法,与实践中应用的地下径流模数法、水文学法、降水入渗法均经过模型概化,或以均质介质进行解析,显然存在一定的缺陷.研究结论:为使涌水量的预测计算更趋于实际、合理与科学.结合工程实践认为,在考虑到裂隙的折减、边界条件等的不对称性时,稳定流宜采用分部叠加法计算,非稳定流宜选择符合实际的渗透系数和含水层厚度进行计算;地下径流模数法应以分析地貌、构造条件为基础,利用有效汇水面积预测涌水量;水文学法具有宏观估算作用,不宜用于定量评价;条件具备时,应建立数值模型计算方法,尤其是三维流的数值模型计算.     

北京地铁6号线朝阳门站导洞暗挖施工数值模拟研究

采用数值仿真的方法,对北京地铁6号线朝阳门站导洞暗挖施工的群洞效应及其对周围环境的影响进行了模拟分析。根据拟定的施工方案,从地表竖向变形、管线竖向变形、地层沉降竖向分布等方面,分析了先施工上导洞方案与先施工下导洞方案的优劣。研究结果表明采用先施工上导洞方案更为合理,并根据研究结果对采用先施工上导洞方案时相关要求和注意事项给出了具体的建议。     

裂隙岩体结构面直剪特性与参数反演试验

为准确获取裂隙岩体工程中结构面的力学参数,以细观岩石力学理论和岩石结构面的数字精细化测量为基础,运用PFC~(2D)颗粒流软件,建立铜坑矿锌铜矿体裂隙结构面的精细数值仿真模型,开展节理岩石直剪数值模拟试验。实现岩体结构面的剪切力学参数的反演与预测,获得铜坑矿裂隙节理结构面的抗剪力学参数。研究结果表明:由于结构面平滑,在裂隙结构面的直剪数值模拟试验过程中,主要形成剪切滑移破坏;铜坑矿裂隙结构面的黏聚力为0.45 MPa,内摩擦角为35.8°,其反演的数值计算结果与本地区高峰矿的无厚度节理面试验数据相似度高,试验结果可为岩体结构面参数的工程应用提供基础参数。     

堆积层滑坡发生机理及防治措施

以梁平高速天宝堆积层滑坡为例,在分析工程地质条件和地层岩性的基础上,采用FLAC3D数值模拟方法研究工程开挖和降雨对滑坡稳定性的影响。结果表明:堆积层滑坡与工程开挖和降雨密切相关;开挖较浅时,滑坡整体处于稳定状态,在开挖角附近产生轻微的剪应力集中,滑坡后缘裂缝发生张拉破坏,随着开挖深度的增加,滑坡中部塑性区沿着滑面逐渐向上延伸并与滑坡后缘张拉裂缝带贯通,在滑坡前缘牵引作用下中部和后部滑坡体发生整体失稳;雨水增加滑坡体重度的同时降低了滑坡堆积层与基岩接触面的抗滑能力,上部堆积层在自重作用下发生蠕滑,并从滑坡前缘挤压剪出。为了保障万梁高速的顺利施工,采取综合措施对堆积层滑坡进行了整治,工程治理效果良好。     

下伏缓倾煤层开采对既有铁路隧道安全性影响分析

为量化下伏煤层开采对上部既有铁路隧道的显著影响,以近接缓倾煤层开采区的某铁路隧道为工程背景,构建三维数值分析模型并分别采用现场监测和理论计算的方式进行验证;通过数值模拟分析煤层开采全过程中隧道衬砌的变形,对比煤层开采前与开采至Ⅵ边界时隧道最不利截面内力,并利用最小安全系数和最大裂缝宽度2个指标评价煤层开采对上部铁路隧道...     

高地应力软弱围岩铁路隧道的衬砌压力

以关角隧道为工程背景,采用开挖应力释放率模型,研究高地应力软弱围岩地质条件下铁路隧道的衬砌压力.基于现场实测地应力和施工监测位移,根据台阶法开挖中存在的空间效应,推算未监测到的坑道周边位移和掌子面前方位移,再采用改进的BP人工神经网络模型预测隧道围岩的最终位移.利用开挖应力释放率模型获得隧道衬砌压力及应力释放规律.该规律与经典围岩特征曲线规律一致,且与工程经验和现场施工状态基本符合.采用FLAC3D软件对该段隧道开挖过程进行三维数值模拟,验证了上述方法在高地应力软弱围岩地质条件下的正确性和合理性.计算结果和模拟结果均表明:由于高地应力软弱围岩和初支效果不佳,使得关角隧道DyK307+ 900处衬砌压力较大,隧道结构处于不利的受力状态.     

上软下硬地层地铁车站上注下支拱盖法施工技术研究

以某地铁1号线学苑广场站为工程背景,针对上软下硬地层情况,改进原有的CRD和PBA工法,提出了上注下支的扣拱施工方案。运用有限差分软件分析不同开挖顺序对施工稳定性影响,确定先开挖下导洞再开挖上导洞的施工顺序,对施工方案进行验证;接着对施工期间地铁车站地表沉降情况进行研究,模拟了地铁车站的施工过程,分析各施工工序对地表变形的影响,得到地表变形规律。并与现场监测结果进行对比分析,验证数值模拟的准确性,研究结果为地铁车站安全施工提供了依据。