既有建筑对地铁车站中洞法施工中支护结构内力影响的有限元分析

中洞法是地铁车站施工中常用的施工方法,可以有效地提高开挖期间围岩的稳定性.拟建车站旁侧既有建筑可引起车站开挖导致的原场地应力不均衡,对支护结构内力形成不良影响.文章通过对某旁侧有建筑物的拟建车站中洞法施工进行了有限元数值模拟,计算分析了既有建筑对车站支护结构受力的影响,以及车站支护结构的内力特点与变化规律.结果表明,既有建筑会引起车站开挖过程中支护结构的受力偏转,进而引起局部不均匀沉降.     

古濑隧道施工由CD工法变为三台阶法初期支护稳定性分析

本文以新建莆永高速公路古濑隧道工程施工为背景.对CD工法和三台阶工法下的初期支护结构内力及变形进行了有限元数值计算分析.分析结果认为:在特定隧道围岩条件下,初期支护结构所受内力在小于初期支护设计屈服强度条件下,施工方法将CD工法改为三台阶工法是可行的.     

城市地下公路隧道浅埋暗挖施工方法优化及应用研究

文章以某城市地下公路浅埋暗挖隧道为研究对象,采用有限元方法对CRD法及中隔壁台阶法进行三维动态开挖数值模拟,对比分析两种工法隧道围岩与支护结构变形及受力特征,依据数值计算结果对中隔壁台阶法进行优化,结合现场应用情况及监测数据反馈信息,比较两种工法在施工安全、质量、进度及造价方面的优劣势。研究及工程实践表明:两种工法均满足围岩及支护结构稳定性的要求,中隔壁台阶法在施工进度及造价方面明显优于CRD法,实际应用中取得了较好的工程效益,能够对类似工程的建设提供借鉴与指导。     

抓马山隧道浅埋暗挖下穿青兰高速数值模拟分析

以抓马山隧道下穿青兰高速连接线为分析对象,运用MIDAS/GTS建立数值模型,采用地层-结构法计算,计算施工过程中围岩及支护结构的应力、位移值,论证了隧道暗挖法下穿高速公路的可行性。     

荷坳隧道四洞小净距段支护结构设计研究北大核心CSCD

多洞空间小净距隧道支护结构参数量化设计与安全性分析是当前设计中的一大难题。文章针对深圳机荷高速公路荷坳隧道四洞小净距段的设计,采用总安全系数法对四洞的开挖与支护模式、各洞的开挖顺序及支护参数进行了研究比较,并采用隧规荷载-结构法、增量法、地层-结构法对支护结构的安全系数进行了对比计算,得出以下结论:(1)提出了基于总安全系数法原理的多洞空间小净距隧道设计方法;(2)根据总安全系数法得出了荷坳隧道四洞小净距段应采用“先行洞二次衬砌完成后再开挖下一孔隧道”的开挖与支护模式,且应按洞1→洞2→洞3→洞4的开挖顺序施工;(3)隧规荷载-结构法、增量法、地层-结构法虽无法得出结构的总承载安全系数,但在一定程度上可以反应部分支护结构的安全性。     

铁路隧道钻爆法机械化修建设计关键技术北大核心CSCD

隧道钻爆法机械化修建方法是以全工序高效率大型机械配套为基础,用以解决复杂山区长大山岭隧道安全、优质、高效及经济等施工问题的一种技术方法。文章从隧道设计角度论述了钻爆法机械化修建面临的掌子面安全控制与洞身段变形控制两大关键挑战,并总结了以机械化全断面全地质型施工技术、掌子面稳定性评价方法、掌子面超前主动支护技术、掌子面超前支护“定量化”精准设计技术、低预应力锚杆主动支护技术、早高强喷混凝土主动支护技术、初期支护快速成环封闭技术、围岩形变压力计算方法等为核心的隧道钻爆法机械化修建设计关键技术,为推广应用隧道钻爆法机械化修建方法提供技术支撑。     

大断面海底隧道在不同施工工法下的力学行为研究

厦门海底隧道是我国第一条海底隧道,其地质条件差,地下水丰富,施工过程中支护结构常发生较大的变形。为了保证施工安全,寻求一套合理的控制措施用以抑制异常变形是至关重要的。文章以厦门海底隧道工程陆域段为实例,运用现场监测和数值模拟两种手段,对在围岩条件基本相同时采用CRD、双侧壁导坑及CD法开挖引起的支护结构位移和安全性进行了对比研究。     

复杂条件下浅埋暗挖地铁车站施工地表沉降规律分析

文章以沈阳地铁中街站大跨度隧道工程为研究对象,应用FLAC3D计算软件,对复杂条件下浅埋暗挖大跨度隧道引起的地表沉降变形特征进行了数值模拟。根据洞桩法施工开挖方案,紧密结合工程实际,将动态施工开挖过程划分五个工况进行模拟,分析各施工工况对地表变形的影响和分布规律,并按工程信息化施工要求事前将预测数据提供施工单位,以指导施工控制地表沉降。模拟结果表明,采用洞桩法开挖施工过程中,对地层土体扰动较大,明显影响隧道中心附近地表变形的步序是小导洞开挖和初期支护扣拱施工阶段,约占最终沉降量的70%;而其他步序影响较小。最终,地表沉降在隧道横向分布呈"W"形态。模拟结果与现场监测数据具有较好的拟合性,表明利用数值分析方法预测大跨度隧道施工期地表沉降是可靠的。     

黄土连拱隧道中导洞临时支护的比选分析

黄土连拱隧道采用台阶法开挖时,中导洞的临时支护一般为钢支撑支护和回填土支护。为了选择合理的临时支护,文章结合太佳高速公路清凉寺连拱隧道的工程实例,对两种支护进行全过程弹塑性数值仿真对比分析。结果表明,钢支撑支护与回填土支护对隧道的地表位移、拱顶沉降、锚杆轴力的支护效果相同,均能满足隧道变形要求;对围岩应力、初期支护应力和锚杆轴力等方面的支护效果,钢支撑支护优于回填土支护。     

基于收敛-约束法的广西某隧道围岩支护时机研究

隧道开挖后支护时机的选择对隧道的安全建设具有重要影响。文章以广西天峨县境内岗岭隧道为研究案例,采用基于收敛-约束法的隧道支护时机确定方法,通过隧道开挖弹塑性变形解析计算、支护结构的力-变形响应分析及联合支撑结构作用下隧道的收敛-约束状态分析,将岗岭隧道开挖后拱顶沉降达到3.87 mm时确定为围岩最佳支护时机。研究结果可为我国西部和南部同类型山岭隧道支护时机的选择提供参考。     

模拟计算法在重型车辆燃油经济性标准中的应用研究

随着节能减排压力的日益严重,世界各国均开始制定重型车辆的燃油经济性标准。在对重型车燃油经济性的测量方面,模拟计算法由于操作简单、可重复性好、成本低的优点越来越受到行业的重视,在日本、中国和美国的标准中都得到了应用。本文在分析模拟计算法测量车辆燃油经济性的原理基础上,对比研究了日本、中国和美国标准中模拟计算法的应用情况,分析了各国在模拟计算法关键环节上策略的异同。     

地下结构抗震设计方法的比较与分析

在日本阪神大地震中,地下结构遭到了严重破坏,因此地下结构的地震反应及抗震设计和安全性评价越来越被重视。首先采用矩形地下结构的两种抗震设计方法——拟静力法和反应位移法对北京地铁北宫门车站进行了抗震计算,并使用计算软件FLAC4.0对北宫门车站进行了时程分析,发现拟静力法对地震荷载过于简化,致使其过低估计了地震对地下结构的影响;而反应位移法较合理地反应了地震荷载对地下结构的影响;地震中的惯性力对地下结构的内力影响不大,地震剪应力对结构的内力影响最大;并且,通过软件FLAC时程分析,得到的位移等反应规律与反应位移法的假设相同,计算得到的弯矩值与采用反应位移法计算得到的弯矩值相近。因此,推荐首先采用反应位移法进行地下结构的抗震设计。     

聚焦电流法隧道超前探测有限元模拟分析

文章结合聚焦电流法隧道超前探测原理,采用有限单元异常电位法对聚焦电流法隧道超前探测的电场分布进行了计算分析,并通过数值模拟,探讨了不同地电条件下聚焦超前探测的异常特征。结果表明,该方法能直观、明显的反映出掌子面前方不良地质体的位置、形态,避免隧道内金属干扰物对探测结果的影响。     

流速对Ω形波纹管变形补偿与承载能力影响

为研究流速对Ω形波纹管变形补偿与承载能力的影响,分别采用有限单元法和有限体积法对该波纹管内的空气流动进行数值模拟,计算出不同空气流速作用下的压力载荷;将该压力载荷作用于波纹管内壁面上,采用有限单元法和有限体积法得出不同空气流速作用下Ω形波纹管的轴向刚度和最大等效应力。结果表明：Ω形波纹管的变形补偿能力随流速的增大呈增强趋势,承载能力随流速的增大呈减弱趋势,且2种数值模拟方法计算结果的相对误差小于8％。     

某地铁旁通道冻结法施工三维温度场数值计算研究

冻结法在地铁旁通道施工中得到了广泛的应用,冻土墙的设计温度和厚度是工程安全的重要前提,为了直观了解冻土墙的温度特性,保证工程的安全,通常采用数值计算模拟温度场.目前多采用简化的平面模型,由于旁通道冻结工程中冻结管布置并不是平行的,所以采用简化的平面模型来进行计算,其计算结果存在较大的误差.为此建立了旁通道冻结三维模型进...     

Global convergence of the trial-and-error method for the traffic-restraint congestion-pricing scheme with day-to-day flow dynamics

The traffic-restraint congestion-pricing scheme (TRCPS) aims to maintain traffic flow within a desirable threshold for some target links by levying the appropriate link tolls. In this study, we propose a trial-and-error method using observed link flows to implement the TRCPS with the day-to-day flow dynamics. Without resorting to the origin–destination (O–D) demand functions, link travel time functions and value of time (VOT), the proposed trial-and-error method works as follows: tolls for the traffic-restraint links are first implemented each time (trial) and they are subsequently updated using observed link flows in a disequilibrium state at any arbitrary time interval. The trial-and-error method has the practical significance because it is necessary only to observe traffic flows on those tolled links and it does not require to wait for the network flow pattern achieving the user equilibrium (UE) state. The global convergence of the trial-and-error method is rigorously demonstrated under mild conditions. We theoretically show the viability of the proposed trial-and-error method, and numerical experiments are conducted to evaluate its performance. The result of this study, without doubt, enhances the confidence of practitioners to adopt this method.     

基于两种拱盖法修建的青岛地区上软下硬岩质地层大跨隧道结构稳定性研究

拱盖法是基于纵深刚度差异较大的“上软下硬”地层条件,在充分吸取盖挖法、双侧壁导坑法等工法的成功经验或者不足之处的基础上发展起来的一种暗挖大跨隧道修建技术,拱盖法主要有双层初期支护拱盖法和二次衬砌拱盖法。文章以青岛地铁某暗挖大跨车站为例,结合站址范围内上软下硬复合地层的特征,通过数值方法对两种拱盖法修筑的隧道结构稳定性进行分析研究。结果表明:1)二次衬砌拱盖法采用纵向9 m拆撑安全步距施工时,外层初期支护棚护作用的“空间刚度效应”不足以弥补其拱盖的“拱”效应,双层初期支护拱盖法修筑技术更有利于隧道变形控制;2)隧道下部岩体开挖时拱盖结构的承载、保护作用显著,但在相同等地质环境条件下,二次衬砌拱盖法施工对拱脚岩体的塑性破坏作用更明显,换言之即二次衬砌拱脚对岩基的强度和刚度要求更高;3)初期支护拱盖法结构受力控制部位为拱肩及拱脚,二次衬砌拱盖法结构受力控制部位为拱脚,后者拱脚控制内力约为前者的1.56倍,前者的“梁”效应比较明显,后者的“脚”效应比较明显;4)为地铁百年服务工程安全计,建议优先考虑采用双层初期支护拱盖法施工。     

高速铁路隧道长度对压缩波波前变形的影响研究

依据一维可压缩非定常不等熵流动理论,以及黎曼变量特征线方法,在控制方程中计入瞬态摩擦项及传热项,对不同长度无碴隧道内压缩波波前变形进行数值模拟。与国外现场试验比较验证,表明本文计算方法和程序是正确的;在长隧道计算工况下,隧道长度对出口处压缩波的压力梯度影响明显,为进一步研究微压波强度提供依据。     

On Stability Analysis and Classification of Surrounding Rocks in Rock Tunnels北大核心CSCD

After 1975, the appearance of finite element numerical limit method and the application and development of computer technology have brought the elastic-plastic analytical calculation of engineering materials into a new era of numerical limit calculation. The new methods, namely, strength reduction method and load increment method, as well as the recently proposed ultimate strain method, are adopted in the rock tunnels studied in this paper. To solve the uncertainty of mechanical parameters of surrounding rock in rock tunnels and provide more scientific and reasonable mechanical parameters of surrounding rock, the surrounding rock classification must be made combining theory, investigation and experience. Taking the surrounding rock classification in rail transit tunnels as an example, the improvement of the classification level includes improving the strength index, mainly adopting the quantitative classification method, reasonably determining the basic index BQ value of rock mass quality, increasing the number of surrounding rock classifications, formulating the surrounding rock classification tables for the running tunnel and the station tunnel, and achieving the coordination and unification of qualitative and quantitative classification methods. Finally, the quantitative indexes of surrounding rock self-stability are determined, and the more scientific and reasonable physical and mechanical parameters of surrounding rocks are put forward through back calculation. © 2022, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

大跨径连续梁结构单元抗弯刚度识别方法探讨

文章提出一种改进的对桥梁构件抗弯刚度进行有限权量平差的最小二乘解识别方（γ-LSE法）,通过对多座大跨径连续梁桥梁抗弯刚度进行数值模拟识别,将其与常规的最小二乘法（LSE法）的识别结果精度进行了分析与比较。结果表明（γ-LSE法能有效满足工程精度要求,可进行推广应用。