基于Midas/GTS的隧道变形控制措施和开挖方法研究

为了保证位于我国西北的某高地应力软岩隧道的安全施工,基于有限元软件Midas/GTS对隧道的变形控制措施和开挖方法进行了研究。通过分析掌子面挤出位移、围岩塑性区、支护结构受力以及围岩变形等指标对比了环形开挖预留核心土法和三台阶七步预留核心土法的两种隧道开挖工法。通过围岩塑性区分布、支护结构受力和围岩变形等指标对比分析了不同的喷射混凝土厚度(21、28、35 cm)和掌子面加固范围(90°、127°、180°)。根据研究结果提出最适合本隧道的施工方法:采用三台阶七步预留核心土法进行隧道开挖,喷射混凝土厚度为28 cm,预加固范围为180°。     

基于Midas/GTS高边坡开挖及加固施工稳定性分析

结合Midas/GTS软件中的有限元计算边坡稳定性分析,考虑土体的应力-应变-位移关系,确定稳定安全系数;通过算例分析,在公路高边坡施工中,引入有限元计算边坡的稳定安全系数,分析结果显示:高边坡处于不稳定状态,必须采取加固措施。     

山区公路隧道爆破振动对地表影响的数值分析

以贵阳花溪至安顺高速公路跳花坡双线隧道为工程背景,运用Midas GTS有限元分析软件,建立了隧道爆破振动对地表影响模型。得到了地表振速和振动加速度的分布云图,并分析归纳了最大振速和振动加速度的变化规律。隧道爆破振动对地表影响的研究,可以用于高速公路隧道爆破的设计和施工作业。     

基于Midas/GTS的某高速公路边坡支护参数优化研究

文章依托某高速公路K12+600～K12+700段高边坡治理工程,根据工程特征拟采用削坡+锚杆支护的治理方案。基于有限元软件Midas/GTS进行建模分析,分别对锚杆长度为9m～12m(间隔0.5m)和边坡坡度为42°～47°(间隔1°),共计42种组合工况进行了计算,得到边坡坡度和锚杆长度与边坡稳定安全系数之间的关系。基于经济性和安全性筛选出4个方案,对其边坡剪应力大小和分布规律进行研究。最后对各方案进行经济性比选,在综合考虑安全性和经济性的基础上,给出最终治理方案A(边坡坡度为44°,锚杆长度为9.5m)。     

基于Midas/GTS滇西红层高边坡抗震稳定性分析

为了研究滇西红层高边坡的抗震稳定性,以滇西南地区大理—保山,保山—龙陵高速公路工程为依托,运用Midas/GTS软件对滇西红层高边坡的抗震稳定性影响因素进行了数值模拟研究,分析了不同红层倾角与红层软岩距坡顶面距离对抗震稳定性的影响。分析结果表明:滇西红层高边坡倾角处于50°左右,安全系数最小,位移峰值最大,边坡已经失稳破坏或者滑塌;红层软岩与坡顶面距离达到20 m左右时,红层软岩已经从坡顶贯通边坡,坡脚处应力增长明显,位移迅速增加。     

城市隧道爆破施工地表建筑物安全性评价研究

利用通用有限差分软件对重庆两江大桥渝中连接隧道爆破施工进行数值模拟分析,总结不同隧道埋深情况下的地表震速分布规律,绘制隧道沿线的地表震速峰值分区图,并结合建筑物结构安全震动控制标准对隧道沿线的地表建筑物进行安全性评价。结果表明：沿线15座地表建筑,除罗汉堂外,均符合建筑物结构安全震动控制标准。     

地表爆破振动对已建隧道影响分析

为了研究地表爆破对下方已通车大跨度隧道的影响,结合福州大学阳光学院新区建设爆破实例,采用三维动力有限元数值模拟方法,通过调整地表爆破荷载,分析下方高速公路马尾隧道二次衬砌的在3种不同工况下的爆破振速及应力分布规律。经过计算分析,针对不同区段提出了衬砌受力最不利的位置以及建议的施工爆破振动的控制值,对实际爆破施工及隧道监控有指导意义,也可作为类似工程的借鉴。     

布罗宁公路隧道光面爆破设计与施工

根据公路隧道“新奥法”施工的需要，通过光面爆破试验，得出各种围岩的科学合理的光面爆破设计参数，形成了公路隧道开挖的光面爆破方案，提出了光面爆破的施工工序。     

隧道爆破施工地表特殊建筑物震速控制方案研究

重庆两江大桥渝中连接隧道途经民族路罗汉寺下方,采用钻爆法施工时可能危及寺中建筑物的安全。通过数值模拟分析,预估现有上下台阶爆破方案无法满足寺中罗汉堂的安全震动控制标准。针对这种情况提出上台阶机械开挖、下台阶爆破开挖的组合掘进方式,并根据计算确定该种掘进方法的使用范围。现场爆破震速实测验证表明,实测值与计算值间具有良好的吻合性,对地表震速的预估准确、可靠。     

爆破振动对宋家湾隧道施工的影响

为评价在生产常规作业阶段爆破施工方式对隧道结构的影响,对宋家湾隧道爆破振动进行监测,以获取主振频率,最终以频率和振动速度2个指标评估隧道爆破作业振动效应.本次爆破的最大振动速度为3.1 cm/s,主振频率范围为27.34～70.31 Hz,最大振动速度远小于国家标准.可知对隧道支护结构影响有限频率范围为27.34～70.31 Hz,远高于隧道的自振频率(一般在3～9 Hz范围内),不会出现共振放大现象.     

采石场爆破对邻近公路隧道施工质量的影响监测与模拟分析

基于岩土工程材料Mohr-Coulomb本构关系、空间模型非线性有限元分析和爆破振动数值模拟方法,针对某山岭公路隧道施工和实际使用过程受附近采石场日常爆破作业的影响进行了模拟分析;针对该隧道施工和运营过程中的初期支护、二衬爆破振动速度和混凝土表面应变进行了现场监测,根据现行公路隧道施工技术规范有关爆破振动速度安全限值进行了验算。相关数值模拟分析和现场监测结果表明:采石场爆破作业对隧道施工和运营影响很小,实际工程可以不考虑其不利作用,相关工程实践验证了其成果的可靠性。     

基于MIDAS/GTS的某公路隧道入口段软弱岩石力学及变形特性研究

为了探索软弱围岩中公路隧道入口段的岩石力学和变形特性,本文选取某采取环形开挖预留核心土法施工的公路隧道入口段为例,借助于MIDAS/GTS有限元软件对围岩的力学和变形特性进行了研究,得到主要结论如下;首先,随着隧道开挖和支护的进行,洞口围岩竖向和水平向应力均持续增大,周围岩体的受开挖影响范围也逐渐增大,但对受影响最大的隧道拱脚位置围岩应力分析可见,开挖上半断面留核心土对围岩的干扰最大;其次,施工过程中围岩受力在其可承受范围内,但隧道拱脚和隧道左侧拱腰上部位置出现明显的应力集中现象;最后,隧道开挖破坏了原有围岩的稳定性,使得隧道两侧拱腰向隧道方向产生对称的的位移,拱顶产生向下的位移。     

公路隧道爆破振动对塔基影响的安全评价

隧道开挖爆破过程中,一部分能量会以地震波的形式向四周扩散,当地震波能量达到一定程度时,会引起爆区范围内建筑物的破坏。爆破振动与地震波传递介质、炸药量、隧道施工方案等多种因素有关。以宜巴高速公路中家湾隧道爆破振动对500kV三江I回线路94号杆塔塔基影响为例,从地质条件、施工方法、爆破过程3个方面对塔基的安全稳定进行分析。     

公路隧道的光面爆破

介绍了光面爆破技术的应用及爆破参数的确定和施工过程的质量控制与爆破效果。     

隧道爆破施工对近接既有隧道的影响分析

新建隧道爆破施工对既有隧道影响严重,为了对影响规律进行分析,对既有隧道进行爆破振动监测。通过对监测爆破振动数据进行统计分析,得出爆破振动振速传播规律,归纳分析得到爆破振动传播规律的萨氏公式,并得到振动速度与爆心距和最大段装药量的关系,为有效地减小爆破振速提供理论依据。     

城市隧道爆破对地表建筑物振速响应研究

以杭州地铁5号线通火区间段双隧道工程为例,基于城市隧道工程中爆破开挖对地表建筑物振速响应问题,对下穿地表建筑物隧道爆破施工控制技术进行了研究。采用FLAC3D数值模拟方法,研究在不同爆源距、循环进尺与单段最大装药量情况下隧道爆破开挖,分析在爆破动荷载作用下地表建筑物的振速响应规律,并根据工程现场实测数据进行了验证。     

隧道掘进爆破地表振速的预测研究

为了能够预测隧道爆破工程对地表产生的振动速度,采用理论分析与现场试验相结合的方法。首先根据应力波基础理论,分析P、S波斜入射地表面情形下波与作用面的交互关系,并求得地表面的振动响应公式;然后基于围岩的物理力学测试指标以及2次循环爆破监测试验数据,对比分析隧道掘进爆破工程地表面2座民房测点处实测与预测的振动速度。研究结果表明:地表测点处质点振速峰值主要出现在法向方向,最大值为1. 82368cm/s,小于安全规程的阈值;预测振速与实测振速误差较小,可以为类似工程振速预测提供参考。     

上穿公路隧道爆破对下方供水隧洞的振动影响研究

新建的大望山公路隧道从既有沙湾供水隧洞上方穿过,形成空间隧道交叉,高程上它们最小距离21.5 m,并且交叉段公路隧道和供水隧洞围岩分别为IV级和V级,岩性较差。上穿隧道爆破开挖会对下方供水隧洞的稳定造成一定影响,需对其进行具体的研究,应用ANSYS/LSDYNA对其进行数值模拟是一种较为合适的方法。通过计算,结果表明:当上穿隧道掏槽爆破最大单响药量为8.0 kg时,下方供水隧洞拱顶单元X方向上的拉应力为0.12 MPa,比其它两个方向的拉应力大,第一主应力为0.13 MPa;隧洞拱顶质点垂直振动速度最大,约为2.8 cm/s,小于水工隧道规定的安全质点振动速度7 cm/s,不会造成供水隧洞的破坏;供水隧洞质点垂直振动速度峰值在拱顶处较大,沿隧洞断面向下逐渐减小,而水平振动速度峰值沿断面向下先增大后减小,垂直振动速度峰值在整个断面上都大于相应点的水平振动速度峰值。分析结果可用来指导上穿隧道的爆破施工及供水隧洞的监控量测。     

隧道下穿县城爆破震动对地表建筑影响及安全评价

榆佳高速公路佳县隧道整体下穿佳县县城,洞顶地表有大量房屋、道路等结构物,钻爆法施工可能造成地表建筑开裂、失稳等不利影响.为明确受影响范围及程度大小,确保工程顺利进行而展开专题研究.根据规范拟定爆破最大段装药量为5.0kg,采用数值模拟方法计算地表振速峰值,对地表建筑进行安全评价并提出应对措施,初步分析黄土的振动响应特征.研究结果显示:隧道上方地表房屋和道路最大振速均满足安全允许标准,距隧道拱顶最近的两座房屋最大振速为2.4 cm/s,主振频率为56.0 Hz,在施工中应加强监控量测和实施加固保护措施;黄土覆盖层可以有效加速震动能量衰减,频率大于70 Hz的高频部分基本被过滤,但震动持续时间加长.评价结果可为施工方案和监控设计提供依据,评价方法可为类似工程提供参考和借鉴.