小净距公路隧道施工力学效应研究

通过有限元数值模拟,分析了小净距公路隧道中夹岩柱的受力特性、围岩屈服接近度、锚杆轴力、二次衬砌混凝土内力特征等。研究结果表明:净距较小为B/3时,研究区中夹岩柱围岩会受到左右双洞开挖应力场重叠作用的严重影响,受力状态十分不利,屈服区也贯通中夹岩柱,中夹岩柱两侧的隧道支护衬砌结构都应有所加强;当净距为(0.85~1.5)B时,中夹岩柱受力状态受净距的影响已很小。     

底部岩溶小净距隧道施工力学特性研究

以某底部含有溶洞的小净距隧道为例,运用有限元软件ABAQUS对隧道采用单侧壁导坑法施工过程中围岩的塑性区、洞周位移以及围岩应力的变化情况进行了数值分析研究并得出结论:对于底部岩溶小净距隧道,先行洞的施工对后行洞塑性区的发展影响不明显,溶洞对隧道拱顶下沉和仰拱隆起量影响较为明显,并且对先行洞洞周收敛值的影响较后行洞大。隧道施工过程中洞周围岩以及中夹岩柱一般处于压应力状态,受力状态较为理想。在施工过程中应重点关注隧道塑性区的发展以及洞周位移值的监控量测。     

扩建小净距公路隧道施工力学分析

利用有限元模型分析了扩建小净距隧道在不同净距下隧道围岩、中夹岩柱、锚杆及初衬的受力特征。研究结果表明:扩建小净距隧道围岩的屈服区主要集中在拱脚部位,拱脚部位的隧道支护结构应有所加强,当净距大于1/2 B时,中夹岩柱受力状态受净距的影响很小;隧道外侧锚杆轴力约为内侧锚杆轴力的4～5倍。     

软弱破碎地层偏压小净距隧道群施工力学响应研究

软弱围岩条件下,偏压小净距隧道群施工极易诱发围岩失稳,造成施工安全事故。 以大山隧道工程为依托,基于有限元分析软件 ABAQUS建立数值模型,研究地层条件、隧道净距以及隧道埋深等因素对软弱围岩条件下偏压小净距隧道群施工的影响,分析施工诱发的围岩变形规律及其受力特点。研究表明:由于地层偏压的影响,小净距隧道施工引起的围岩变形规律具有显著的非对称性特点;在竖向位移和水平位移叠加的情况下,左右两侧机动车隧道顶部呈现更大范围W形沉降槽;围岩条件越差,隧道埋深越小,净距越小,隧道施工诱发的围岩变形越大;围岩的力学性质直接影响衬砌结构的受力状态,靠近中夹岩处的衬砌结构受力状态更不利。     

基于ANSYS确定小净距隧道合理净距的数值模拟

随着小净距隧道在工程实际中的应用,小净距隧道合理净距的确定成为工程所要解决的首要问题,应用二维弹塑性有限元方法,针对丹东大荒沟隧道的工程实例,对不同净距下小净距隧道围岩的位移、应力、塑性区进行模拟分析,并应用有限元强度折减法确定出不同净距下隧道的安全系数,最后通过隧道中心岩柱的塑性区是否贯通和安全系数的突变来确定小净距隧道的合理净距。     

浅谈九曲小净距隧道的施工

小净距隧道由于隧道净距小．施工时双洞相互影响较大,对隧道围岩特别是中夹岩岩体稳定性有很大的影响。因此,探讨安全、合理、经济的高速公路小净距隧道施工方法十分必要。以九曲小净距隧道为例．介绍小净距隧道的超前支护、洞身开挖、中央岩柱加固、锚喷支护、监控量测等关键工序的施工方法和技术要点。     

净距变化时的大偏压隧道施工力学特性研究

由于大偏压复杂的地形、地质条件,以及小净距隧道结构型式的特殊性,通过基于隧道仅考虑常规支护,运用ABAQUS有限元软件分析了大偏压小净距隧道在净距变化时的受力与变形规律。研究表明:净距的变化对隧道中间岩有着非常明显的影响,对隧道偏压的影响并不明显;且临近中间岩处衬砌的轴力随着净距的加大而逐渐变小;研究结论确定了8 m为合理净距,同时当净距大于1倍洞跨时双洞隧道呈相互独立、互不干扰趋势,各项指标不再随净距改变而发生明显的变化。     

浅埋双侧偏压小净距隧道施工力学效应研究

结合某浅埋双侧偏压小净距隧道工程为背景,以弹塑性理论为依据,利用有限元分析软件建立了考虑双洞先后施工过程的隧道数值模型,主要研究了此类隧道在各个施工阶段的围岩压力特征及位移特征,并以围岩应力比的概念来反应隧道双侧偏压的特点,研究表明偏压对隧道洞室内外侧围岩压力及位移影响较大,在隧道设计时应予以重视。     

不同滑带角度滑坡作用下隧道衬砌结构受力特征

随着越来越多的隧道工程穿越滑坡区，滑坡与隧道相互作用过程的研究尤为重要. 为研究不同滑带角度滑坡对隧道衬砌结构受力的影响，以大（同）准（格尔）铁路南坪隧道为例，采用室内模型试验、数值模拟的方法，对0°、10°、20°、30°、40°、50°不同滑带角度条件下滑坡推力作用下隧道衬砌结构受力的影响特征及变化规律进行研究. 研究结果表明:滑带角度越小，隧道变形越大，作用在隧道衬砌结构上的弯矩、剪力及土压力越大，并在拱脚处出现最大值，形成隧道拱结构左右受力不对称特征，呈现偏压现象；通过计算隧道拱结构左右两侧的竖向偏压应力比显示，在拱肩位置且滑带为0时，偏压应力比为1.17，随着滑带角度的增大，隧道衬砌拱结构左右应力差越来越小，趋于平衡拱；在拱脚位置，偏压应力比随滑带角度的增大而逐渐增大，隧道衬砌拱结构左右两侧所受应力差越来越大，趋向于偏压隧道，最小偏压比和最大偏压比分别为1.08、1.87.      

FLAC3D在大荒沟隧道最小净距确定中的应用

FLAC软件可广泛地应用于岩土工程的设计与计算,以鹤大高速公路桓仁新开岭至丹东古城子段大荒沟隧道为工程背景,应用FLAC3D软件对大荒沟隧道的最小净距进行了模拟与确定。通过对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩下不同净距的浅埋隧道进行数值模拟,得出了不同围岩级别下的小净距隧道在施工过程中围岩的变形规律和变性规律之间的相似性。通过对中间岩柱的变形与塑性区破坏规律分析,得出了最小净距的工程设计参考值。为小净距隧道的发展和施工设计提供了较确切的参考数据和理论依据。     

节理软弱围岩中浅埋大跨双线隧道最小安全净距研究

小净距隧道因其地形适应性强、线路灵活而得以大量应用.最小安全净距是控制小净距隧道线路设计的关键指标,也是影响隧洞施工安全的主要因素之一.依托苏州高新区某浅埋大跨小净距隧道工程,采用平面应变有限元法,考虑软弱节理围岩各向异性本构特征,分析净距大小对中夹岩塑性点分布、隧道和地层变形、支护结构内力的影响规律,提出最小安全净距...     

破碎围岩偏压隧道合理施工方法研究

破碎围岩段偏压隧道施工时,较多采用双侧壁导坑法,预留核心土对在开挖过程中隧道的围岩变形和支护受力有很大影响,对隧道围岩稳定性起着至关重要的作用.针对重庆境内的某浅埋偏压隧道在施工中的合理工法和安全性保证问题,系统比较分析了上下台阶法施工和预留核心土施工对隧道围岩的应力场、位移场、塑性区和支护结构内力影响.通过计算结果表明,预留核心土施工具有明显的优点,其不但减小了隧道围岩的净空位移,控制了塑性区的发展,而且改善了支护结构的受力,使其更加趋于均匀合理.研究成果与现场施工实际相吻合,为偏压破碎围岩隧道开挖实践提供了理论分析依据.     

层状软岩隧道开挖稳定性及锚杆非对称支护方式研究

层状软岩地层中,隧道开挖后围岩的非对称破坏特征与支护结构的非对称受力特征显著,围岩的稳定性控制面临着较大的挑战。基于该背景,建立了层状岩体各向异性本构模型,并采用该模型分析了层理面的倾向与倾角对隧道破坏模式的影响,最终提出了围岩形变控制的锚杆非对称支护模式。研究结果表明:①当岩层倾角为0°,倾向为0°～180°或倾向为0°,倾角为0°～90°时,不同组合下围岩的塑性破坏区及形变显著区域均沿着隧道竖向轴线对称分布;倾角在0°～90°之间时,围岩的塑性区及形变显著区域呈现明显的非对称分布特征;倾角为90°,倾向为90°时,围岩塑性区及形变显著区域沿着隧道竖向轴线对称分布,其余倾向条件下,围岩的塑性区及形变显著区域沿着隧道竖向轴线非对称分布;②对于层状岩体而言,层理面特征是影响围岩破坏模式的最关键因素,而地应力场的方向是次要因素;③锚杆非对称支护方案,即首先加强围岩塑性破坏较大区域内的锚杆支护,其次加强围岩位移较大区域内的锚杆支护,可以有效的控制围岩的大变形与塑性区的发展。     

基于小净距隧道开挖方法的中夹岩柱稳定性分析

小净距隧道是继分离式隧道、连拱隧道后出现的一种适应性较强的新型隧道形式。采用数值模拟方法,对不同开挖方法在不同净距条件下的中夹岩柱的应力变化进行分析,从而为不同净距条件下宜采取的开挖方法提出合理建议,具有一定的工程参考价值。     

大断面小净距隧道力学行为研究

采用数值模拟方法,探讨大断面小净距隧道的力学特性,在相同条件下建立三车道和两车道小净距隧道模型,从围岩位移、隧道衬砌内力、塑性区域分布等几个方面对两种小净距隧道进行对比,充分体现大断面小净距隧道力学特点,对大断面小净距隧道的设计与施工有一定的借鉴意义。     

非对称结构偏压小净距隧道施工工法数值分析

对非对称结构偏压小净距隧道采用三台阶法、CRD法和双侧壁导坑法,分左洞先行和右洞先行两种情况共6种工法进行数值模拟。对比6种工法下洞周位移、中间岩柱水平位移和应力、地表位移及初衬轴力的变化。     

小净距偏压隧道洞口围岩稳定性分析及处理技术

浅埋偏压小净距隧道洞口段围岩稳定性是隧道施工应控制的关键部位之一,对其稳定性及其处理技术进行研究,为小净距偏压隧道施工安全提供理论保障。通过采用超前管棚与超前小导管综合治理的方法,确保了所依托铜万高速狮子垴二号隧道的施工安全性,说明了该治理方法有效可靠。     

考虑施工爆破振动影响的小净距隧道设计参数优化研究

以某小净距隧道为依托工程,在总结分析其工程特性的基础上,利用现场试验研究先后行洞因施工爆破振动而产生的相互影响效应,并利用数值模拟手段研究其设计参数及工法优化技术。研究结果表明:隧道围岩级别越高,爆破振动传播速度随之下降;X方向的振速明显大于Y方向的振速;先行洞中对应于后行洞掌子面的位置为爆破振动严格控制的部位;在Ⅳ、Ⅴ级围岩中,净距为8 m较6 m时的围岩塑性区范围明显减小,中岩柱稳定性增强;采用双侧壁导坑法施工对小净距隧道施工爆破振动的控制效果优于上下台阶法。研究成果为类似工程设计施工提供了借鉴意义。     

隧道开挖支护塑性区范围的影响因素分析

从弹塑性理论出发,建立了圆形隧道在开挖支护时的塑性区半径解析公式,从实测锚杆轴力角度分析了塑性区半径大小,验证了锚杆支护效果;并定量分析了围岩力学参数和支护抗力的变化对塑性区大小的影响,结论对隧道监控量测和动态设计、施工具有一定的指导和借鉴作用。     

变坡条件下浅埋偏压隧道围岩压力解析法

目前浅埋偏压隧道围岩压力主要采用隧规计算方法，而对于左右洞隧道洞门不在同一里程，一侧需要开挖路基边坡，使隧道从自然放坡状态转为邻路基变坡状态的工况，隧规不适用于计算其围岩压力. 依托安徽某高速公路，运用极限平衡原理推导了邻路基变坡条件下浅埋偏压隧道围岩压力解析解. 计算结果表明:由于变坡的存在，深埋侧修正算法计算竖向围岩压力小于规范法，相对误差为15.98%，水平围岩压力保持不变；浅埋侧修正算法计算竖向围岩压力及水平压力均小于规范法，其竖向压力相对误差为24.93%，水平压力相对误差为5.50%，变坡的存在对浅埋侧影响较大；对比围岩竖向及水平偏压率，有变坡围岩偏压率更大；围岩位移、应力及等效应力，有变坡约为无变坡的1～5倍，围岩及结构更加偏于不安全.