江坪河水电站溢洪道、放空洞Ⅱ类围岩典型段围岩稳定性分析

江坪河水电站泄水建筑物隧洞的断面大、洞壁间距小,围岩断层和节理发育,岩体性质较为复杂。为了了解溢洪道、放空洞的围岩稳定性,采用通用软件ANSYS以溢0+420.000m作为Ⅱ类围岩的典型断面模拟洞周围岩、断层、开挖和支护施工,并进行了二维弹塑性有限元分析计算。从主拉应力、点安全系数和等效塑性应变分布等方面对围岩稳定性进行了分析,为设计和施工支护优化提出了具有重要价值的参考意见。     

水电站地下洞室围岩现场监测及稳定性分析

水电站地下厂房开挖过程中,各种因素交互作用,洞室间相互影响,围岩稳定性是安全生产的关键技术问题。对复杂变化地质环境下的主厂房围岩进行了各种因素作用下的综合稳定分析,并依据多种测试手段,对开挖后围岩的稳定性和变形进行实时监测,掌握了洞室围岩变形破坏特征,为隧洞的结构设计、施工开挖、支护等提供科学依据。     

岩土参数对公路隧道围岩稳定性影响的数值模拟研究

岩土参数是影响围岩开挖稳定性的最直接影响因素，利用 ABAQUS软件模拟公路隧道的实际开挖过程，建立平面应变有限元模型，分析了不同情况下各岩体参数对开挖后硐室围岩应力分布、围岩位移等的影响。     

水工隧洞不稳定围岩开挖支护研究及对策

结合新塘房水电站引水隧洞Ⅴ类围岩地质特征,研究围岩的不稳定性因素,并对该围岩采取相应的开挖支护对策,达到了提高开挖进度的目的。     

考虑流-固耦合的水电站引水隧洞开挖数值模拟

水电站引水隧洞开挖过程中流-固耦合效应对隧洞开挖的影响不容忽视。依托邵阳某水电站引水隧道工程,基于渗流-应力双向耦合理论,建立了流-固耦合作用下的引水隧洞开挖数学模型,并借助多场耦合软件COMSOL对引水隧洞开挖过程中进行了仿真分析,得到了流-固耦合作用下引水隧道开挖过程中地层应力场、渗流场以及位移场的变化规律。计算结果表明:引水隧洞开挖后,四周围岩孔隙水压力均产生了一定的下降,地下水从围岩四周向隧洞内渗透,最终形成漏斗状;地下水在压力差作用下向隧洞内渗透,渗水部位大部分集中在隧洞顶部和边墙位置;渗流场的改变会导致地表产生一定的沉降,不利于开挖区域周边建筑的安全,实际施工时应避免地层孔隙水压力变化较大。实际施工过程应考虑流-固耦合的影响,并采取一定的施工措施确保引水隧洞施工安全。研究成果可为类似工程提供设计和施工经验。     

基于隧道开挖对临近边坡稳定性的分析研究

为研究隧道开挖对临近边坡的稳定性影响,以实际隧道为研究对象,采用有限元FLAC3D软件计算边坡开挖前后的边坡的稳定性分析。研究得出:开挖前与开挖后的边坡安全系数均为2.16,开挖前、后的塑性区,变化不大。由开挖前后的安全系数与塑性区可知隧道开挖对临近边坡的稳定性没有影响。对隧道临近边坡用喷射混凝土方法进行支护,支护后的临近边坡安全系数达到了3.2,未产生新的塑性区,表明采用喷射混凝土边坡支护是有效的。     

隧道超前支护效应数值分析

超前支护是不良地层隧道修建过程中的关键科学问题。以某隧道穿越断层工程实践为依托,建立二维有限元数值模型,对比分析各种超前支护效应,研究了拱顶位移特性、屈服区分布特征。管棚、小导管以及超前锚杆等加固地层可改善掌子面超前核心土受力特征,提高隧道掌子面稳定性,控制围岩变形,塑性区明显减小。超前支护作为从围岩内部加固构件,有效提高围岩的抗剪切能力,促进掌子面拱效应形成。管棚比小导管和超前锚杆能发挥更好支护效应,将掌子面前面荷载传递给初期支护钢拱架。研究成果可直接指导断层破碎带隧道的设计、施工,同时可为其他不良地层地下工程提供参考和借鉴。     

地下水封洞库洞室间距优化研究

地下水封洞库洞室间距对围岩稳定性、支护方案及施工费用等具有重要影响。基于水封洞库工程特性,利用3DEC平台构建非连续介质模型,设计四种间距(1.6、1.8、2.0、2.2倍洞跨)的洞室模型,以中心岩柱二次应力特征、最大位移值和塑性区厚度为评价指标,开展洞室间距优化研究。结果表明:相比2.0、2.2倍洞跨,洞室间距取1.6、1.8倍洞跨时,两洞室开挖后的二次应力有重叠,中心岩柱中部位移增大,不利于洞室间岩柱的整体稳定性,综合分析认为洞室间距取2.0倍洞跨时为最优洞室间距。研究成果可为相关工程提供参考。     

CD法开挖小净距公路隧道的优化研究

采用CD法对浅埋小净距公路隧道在不同开挖顺序下进行施工力学数值模拟。通过对不同开挖顺序时的围岩位移和应力进行分析和比较,数值结果表明：在采用CD法施工时,不同的开挖方式最终位移和应力相差不大。综合考虑开挖过程中围岩应力和位移可知,采用先封闭先行隧道,再开挖后行隧道远离先行隧道侧的开挖方式较为适宜。     

地下水封洞库截面形状优化研究

地下水封洞库截面形状对围岩稳定性及支护结构安全性具有重要影响。以某地下水封洞库马蹄形截面为基础,设计三种不同规格的洞室截面(18m×26m,20m×24m,22m×26m),利用FLAC3D数值分析平台,开展洞室截面形状优化研究。数值模拟结果表明:仅有18m×26m截面在边墙部位出现拉应力集中区,最大为0.13MPa,20m×24m截面的最大压应力为16.8MPa小于22m×26m截面的18.2MPa;围岩位移量中,20m×24m截面最小,为3.72mm;围岩塑性区基本呈环形分布,其厚度约为4-5m,且20m×24m截面产生的塑性区体积最小。分析认为,20m×24m截面最优的原因在于该区以水平地应力为主。研究结论从而为其它地下水封洞库截面形状设计提供参考。     

隧洞埋深对锦屏地区地应力的影响分析

锦屏二级水电站采用长引水方式进行发电,其中长引水隧洞中地应力问题突出,直接关系到开挖中隧洞破坏方式、规模和支护措施。采用水压致裂法对辅助洞中三处垂直孔进行了地应力测试,埋深分别是300m、840m、970m,得到了该部位的三维应力特征,在测试基础上,分析了应力值大小、方向特征,及其与埋深的关系。     

喷射混凝土在长距离软岩隧洞中的应用

在长大软岩隧洞施工中由于隧洞围岩稳定性较差,隧洞开挖后施工中经常塌方现象,必有极时采用喷混凝土封闭开挖后出露的围岩,防止围岩石塌方。     

水工隧洞钻爆法施工条件下岩爆机理与防治

采用岩石动力学分析水工隧洞爆破开挖形成的应力波在已开挖洞段围岩中的传播及引起的动应变效应,阐明水工隧洞爆破开挖条件下的岩爆形成机理,并提出了一些有效的防治措施。     

双连拱隧道开挖及支护全过程仿真分析

文中采用弹塑性有限元方法,全过程模拟双连拱隧道的开挖及衬砌过程,分析了隧道围岩及衬砌结构的应力和变形规律。由于双连拱隧道的围岩稳定性及其应力和变形状况与施工工序有着密切的联系,文中比较分析了不同施工程序情况下隧道围岩的应力、变形的变化规律以及衬砌结构的受力与变形规律,从而提出合理的开挖程序、支护程序及最佳的支护时间,其结论对双连拱隧道设计和施工具有科学指导意义。     

小净距隧道开挖空间效应分析

依托某隧道的设计及施工,建立小净距隧道的三维计算模型,对小净距隧道IV级围岩段台阶法开挖进行数值模拟计算,对其开挖过程中位移场、应力场、喷射混凝土初期支护随空间变化规律进行分析,结果表明：小净距隧道施工过程中存在先行洞和后行洞相互扰动的现象,量测断面的位移主要产生于隧道开挖至量测断面及通过后;边拱和仰拱所受弯矩大,在拱腰位置出现较大的正负弯矩容易造成初期支护混凝土开裂。     

倾斜岩面深大圆形锚碇基坑支护 结构受力与变形特性研究

镇江某大桥锚碇基坑属于国内外少有的超深超大圆形嵌岩基坑,依据倾斜岩层走向首次采用台阶状不等高地下连续墙支护方案、基岩为五级阶梯开挖.针对此特色工程,采用三维有限元分析方法模拟了基坑开挖过程中支护结构的受力与变形特性,并与现场监测数据进行对比验证.结果表明:拱效应显著减小了墙体竖向应力和径向位移,降低了不对称荷载的敏感性.阶梯岩面与嵌岩地连墙的组合嵌固作用显著,位移反弯点明显上移.支护结构竖向应力较小,主要以环向受压为主;在倾斜分布岩层影响下,墙体径向位移、地连墙及内衬环向应力从上游侧到下游侧呈增大趋势.数值分析结果与实测数据吻合较好,总结得出的倾斜岩面深大圆形基坑支护结构的受力与变形规律可为今后类似工程设计与施工提供参考依据.     

隧道动态开挖施工围岩与初期支护的力学响应关系

为了更深入地了解隧道动态开挖施工过程中隧道围岩应力应变和初期支护受力变化的情况,优化施工工序,以便在实际施工中根据具体情况和经济、技术水平调整隧道开挖步骤和初期支护方案,对隧道支护体系和围岩的力学响应进行分析是十分必要的.采用FLAC3D对隧道钢隔栅初期支护设计进行动态分析模拟,对围岩和钢隔栅的变形及应力状态进行分析,并对隧道围岩的稳定性和支护结构的安全性做出综合评判,为隧道支护设计施工方案的设计、简化提供理论依据,用以指导越南中部某隧道的施工,取得较好的经济效益.     

基于离心模型试验的悬臂式排桩力学特性

为研究悬臂式支护结构在基坑开挖过程中的力学特征,结合某大型二线船闸深基坑工程,通过采用离心模型试验分析排桩在基坑开挖过程中的位移和土压力的变化规律,并借助数值模拟的方法进行验证及分析开挖过程中桩身的弯矩及剪力的分布及变化情况。结果表明:桩基挡土侧土压力在固结时期接近静止土压力状态,二级基坑开挖时接近主动土压力理论值,并且在基坑开挖过程中,土压力逐渐减小;受基坑开挖的影响,基坑侧土体因支护桩挤压而发生破坏,土压力重新分布,且相同深度处被动区土压力大于主动区土压力;桩身弯矩因土压力差的影响而呈"C"形分布,剪力呈"S"形分布,最大弯矩及剪力突变位置都随基坑开挖而向桩身下移。     

下覆隧洞的填方路基采用强夯施工的影响研究

夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤,使土体中孔隙体积减小,土体变得密实,从而提高土体强度,又称动力固结法或动力压实法,适用于粘性土、湿陷性黄土、碎石类填土地基的深层加固。但强夯会造成较大振动,可能会对隧洞的衬砌结构造成一定破坏,影响引水隧洞正常运行。因此通过建立围岩+隧洞支护体系的二维模型,并分析强夯施工对引水隧洞衬砌的影响情况,给予相应的施工建议。     

基于INSAR数据对比的FLAC3D煤层开采沉陷模拟研究

采用FLAC~(3D)力学模拟软件,建立研究区地质概念模型,对拟采煤层进行分段开挖,分析由于开挖后应力改变及重分布引起的上覆岩层破坏和形变规律,并通过开挖后的合成孔径雷达干涉(INSAR)地表位移数据对模型的准确性进行验证。在此基础上,模拟分析煤层开挖后各上覆岩层的沉陷值及其与埋深之间的变化规律。结果表明:地表位移模拟值与INSAR实际监测数据拟合较好;在煤层开挖后,上覆岩层的垂向形变规律是自地表向下逐渐增加;受地层倾向控制地表沉陷会向倾向方向移动和转移。论文成果可为相似采矿技术工程数值模拟地表沉陷提供理论和经验支持。