不同交角断层对隧道围岩稳定性的影响

为分析隧道与断层走向的不同交角对隧道围岩稳定性的影响,借助有限差分软件FLAC3D对四种不同的隧道和断层带交角情况进行数值模拟,对比分析断层带围岩位移和初支应力分布规律,以及断层带对隧道扰动范围。模拟结果表明,隧道轴向与断层带走向的交角大小是影响隧道稳定性的重要影响因素。隧道和断层带垂直相交时,断层带对隧道扰动范围小,但围岩位移和初支应力变大。因此,应综合考虑三方面因素的影响,确定隧道穿越断层的最优交角。     

高地应力区断层带隧道施工力学研究

应用有限差分软件FLAC3D对高地应力区断层带隧道工程中施工力学性态和变形空间效应进行数值模拟,分析了隧道施工过程中作业面的空间效应,重点研究了隧道拱顶、拱脚及边墙围岩的位移、应力随施工步的变化规律,为隧道优化设计和施工提供了参考依据。     

不同结构面倾角对深埋隧道开挖方法的影响规律研究

某深埋公路隧道地质条件复杂,围岩软硬交替,且具有高地应力特点,施工过程中多处出现挤压掉快、支护结构扭曲等现象,对隧道施工安全造成严重威胁。结合隧道施工过程,利用有限差分软件FLAC3D对隧道围岩稳定性进行数值模拟分析,对比分析不同结构面倾角下全断面法和下导洞超前开挖法模拟计算结果。结果表明:结构面倾角对软弱围岩区位移和塑性区分布特征影响较大,坚硬围岩区影响较小;两种开挖方法下隧道周边位移和塑性区分布特征基本一致,所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供参考。     

湿喷纤维混凝土支护公路隧道横洞的有限元数值分析

基于大型有限元程序FLAC软件,针对某高速公路隧道间行车横洞采用15cm、20cm、25cm等不同厚度的聚丙烯纤维增强混凝土锚喷支护结构时的最大与最小应力场、塑性区的位置及演变、隧道拱顶、直墙及底板的位移进行了数值模拟计算分析。结果表明:聚丙烯纤维增强混凝土锚喷支护结构均可有效地改善围岩的应力再分配、降低围岩的塑性区分布范围和深度,强化了隧洞的稳定性。     

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.     

三孔小净距隧洞下穿既有铁路施工开挖顺序研究

以下穿既有铁路的三孔小净距隧洞为工程背景,采用数值模拟分析方法研究了三孔隧洞不同施工开挖顺序工况下的地表沉降、初期支护位移、围岩塑性区和初期支护受力情况,并进行对比分析。研究结果表明:三洞并行工况最为不利;先行隧道错开距离影响显著;相同错开距离条件下边洞先行与中洞先行影响效应相当。综合技术、经济和工期要求,选用了边洞先行20m再开挖中洞的施工顺序。     

断层破碎带隧道施工过程的三维数值模拟

断层破碎带隧道围岩稳定性差,为了解超前小导管注浆加固围岩的效果,对隧道的开挖过程进行了三维有限元数值分析,数值计算结果和隧道拱顶下沉量测结果都证明了所选预加固措施的有效性,保证了断层破碎带隧道施工的安全。     

考虑渗流场作用下的富水隧道稳定性影响因素分析

以云南省某高速公路中段双龙富水隧道为工程背景,基于流固耦合分析理论,对富水隧道围岩稳定性影响因素进行了分析.考虑渗流场作用时,围岩级别、隧道埋深和地下水水位等因素对围岩稳定性的综合影响,得到了Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级围岩在各种情况下隧道开挖后围岩应力应变、位移、塑性区和孔隙水压力分布等结果,探讨了隧道开挖渗流机制,并分析了富水隧道开挖后孔隙水压力的分布特点.研究结果直接指导了富水隧道防排水施工质量的改进与提高,为富水区隧道开挖设计提供了一定的理论参考.     

某软岩大断面隧道微台阶法开挖围岩变形特性研究

为了提高大断面隧道施工安全性,以某软岩大断面隧道开挖支护为对象,利用FLAC 3D有限元分析软件,模拟分析了某大断面隧道在微台阶开挖法下隧道围岩变形特性,研究得到上台阶开挖完成后围岩塑性区分布情况、掌子面位移分布情况,对比下一进尺完成后得到围岩等效塑性区大小及位置变化情况;并通过在模型中布设相应监测点,分析开挖过程中的围岩位移变化情况,得到拱顶沉降、拱腰水平位移变化规律以及最大变形值,分析结果表明微台阶法在该软岩大断面隧道开挖过程对围岩变形的控制效果较好。     

基于位移监测数据分析的隧道围岩稳定性评价

本文以东山隧道开挖后的位移监测数据为研究基础,探索性地运用位移总量法和位移速率法对隧道稳定性进行了评价,研究结果表明:在整个施工过程中围岩位移总量低于5cm,位移速率没有发生较大突变     

斜穿过砂卵石层地质构造隧道开挖的三维数值模拟分析

以某地铁隧道浅埋暗挖法为研究对象,建立了斜穿过砂卵石地质构造隧道开挖的三维有限模型.通过模拟隧道开挖,分析了隧道在不同支护工况下的围岩应力、位移、塑性区.分析结果表明,在第一步开挖后围岩位移较小,第二步开挖后在砂卵石层最厚处的围岩位移急剧增大并在后续开挖过程中趋于稳定;开挖过程中砂卵石结构本身的性质使其承载力小,因此在其地质层处出现了塑性区;锚杆的支护作用提高了围岩的整体性能,减小了拱顶上部围岩的内应力;隧道开挖后的卸载作用使钢拱架承受上部围岩荷载且主要承受压应力.为防止隧道产生塌方开挖后应及时施做初期支护和二期衬砌.     

大变形隧道极限位移的计算模拟

提出了隧道大变形隧道稳定性的概念。分析了产生大变形的机理和判断膨胀性围岩及挤压性围岩的参考标准;提出了大变形隧道极限位移状态的概念,即通过计算模拟确定大变形隧道的极限位移,利用隧道的实测位移和其极限位移判别大变形隧道的稳定性。以隧道周边位移为依据,建立大变形隧道稳定性判别准则,可以直观地与现场量测联系起来,真正体现隧道施工中的反馈信息、指导施工、修正设计的动态设计特点。     

隧道穿越断层破碎带施工关键技术

在隧道工程施工建设中,其施工质量对道路运行的安全性有比较大的影响。在实际施工过程中,经常会遇到破碎围岩地段,对于这些地段需要使用相应的施工技术来对破碎围岩段的施工进行控制,从而保证隧道的稳定性。基于此,对隧道断层破碎围岩段的施工技术进行探讨。     

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。     

基于ANSYS的高速公路隧道设计与开挖过程仿真分析

利用ANSYS有限元分析软件,对高速公路隧道的设计与开挖过程进行了仿真分析,对隧道围岩地层的应力、位移、变形和内力进行了结构计算,以便对隧道设计参数进行验证,看能否满足设计要求,同时看所选用的施工方法能否满足施工中围岩的稳定性。     

深部引水隧洞交岔口稳定性仿真计算分析

深部隧洞交岔口稳定性受围岩性质、隧洞断面等诸多因素影响,围岩的力学特性复杂。依托山西省中部引黄工程,基于ABAQUS有限元软件对隧洞交岔口进行仿真分析,研究了断面突变交岔口的三角区围岩应力场与位移场的演变规律。结果表明,交岔口三角区侧围岩存在明显的应力集中,易受挤压破裂,需提高支护参数;交岔口断面突变处的衬砌连接处是薄弱部位,局部混凝土会出现拉裂现象,在施工过程中可采取控制弯曲变形措施,尽量修圆衬砌避免倒角。     

高尔寺隧道围岩稳定性快速评价研究

随着我国交通技术的发展，隧道已成为公路建设中不可缺少的工程。对于隧道围岩稳定性的分析评价研究，目前的评判方法主要有工程地质判别法、理论解析法，同时随着计算机技术的发展，以弹塑性理论为基础，大量的数值分析与计算获得了围岩的应力、应变、位移、塑性区等指标，但这些评价方法计算量大，预设工况单一，结果偏差大等缺点，难以适应隧道工程动态开采的要求。 快速收集详细的地质资料，甄选影响隧道围岩变形破坏的相关因素，建立一种快速、有效、真实可靠的隧道围岩稳定性评价方法，及时对不稳定性区采取防护措施，保障安全生产，是十分有必要的。     

基于敏感性分析的隧道围岩变形稳定可靠度计算

应用可靠度理论对隧道围岩稳定性进行评定的难点是围岩变形稳定功函数为隐式或为高度非线性,为解决这一问题,将影响隧道围岩变形的因素视为随机变量,结合敏感性分析原理和有限元分析方法,先通过有限元分析求解每一个随机变量单独变化时圆形隧道拱顶沉降位移,再根据围岩位移计算结果进行非线性拟合得到拱顶沉降位移随单个因素变化时表达式,然后应用多元非线性回归求解围岩位移与多个随机变量之间的近似表达式.以圆形隧道洞室表面围岩刚好达到剪切塑性极限为临界条件时的洞顶沉降位移解析解作为围岩极限位移,根据围岩位移近似表达式和极限位移建立围岩变形稳定功能函数后进行围岩稳定可靠度计算.为了验证本方法的可行性,以某圆形断面隧道为例,采用设计点方法计算了围岩稳定可靠指标并对其稳定性进行了评定.本方法简单可行,计算精度能满足工程要求且具有一定的实用性.     

核心土对软弱围岩隧道掌子面稳定性的影响

针对黄土地区山岭双线隧道软弱围岩稳定性较差的问题,通过三维有限元方法系统地分析了台阶长度及核心土长度、宽度对隧道掌子面的纵向位移、塑性区纵向深度和横向大小的影响.得出一些对黄土地区软弱围岩山岭双线隧道具有实际指导意义的结论.     

双线三台阶深埋隧道力学行为特征研究

以某单线铁路隧道工程为背景,研究了深埋隧道双线三台阶施工方法的力学行为特征。通过FLAC3D软件对IV级围岩下的深埋隧道进行数值模拟,从围岩塑性区、围岩位移场和围岩应力场三个方面分析得出双线深埋隧道的主应力范围、塑性区范围以及位移相对较小,都能满足安全施工要求。建议在实际工程中可通过减小上台阶高度控制塑性区和应力场,确保隧道整体稳定。