软弱围岩中隧道施工弹塑性数值模拟

以某隧道的软弱围岩段实体建模,应用有限元程序对其施工全过程进行二维弹塑性数值模拟,得到了初期支护和二次衬砌等支护构件的受力和围岩位移收敛状况。另外,现场实际量测拱顶下沉和拱腰水平收敛值以及支护受力与计算数据的相互比较表明,两者变化规律吻合较好。说明采用现场动态监控量测与有限元仿真模拟相结合的方法可为隧道衬砌设计和施工的安全可靠性提供科学依据和技术指导。     

绢云母石英片岩隧道二衬合理支护时机的确定

绢云母石英片岩隧道在施工过程中容易发生围岩大变形。为了控制变形,通过分析隧道围岩蠕变特性的位移一时间公式,确定绢云母片岩隧道最佳二衬支护时机,利用现场监测资料进行回归分析得出隧道拱顶和边墙的位移一时间公式,确定该类围岩隧道的最佳二衬支护时期为20d。     

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。     

基于BP神经网络对隧道围岩变形的预测

在隧道的施工过程中,对隧道围岩变形的预测有利于信息化指导施工。本文以上鹤高速公路的军马场隧道为研究对象,建立了基于BP神经网络的隧道围岩预测模型。结合实测典型断面拱顶下沉和周边收敛的数据,以Matlab软件为平台编制了相应的计算程序,并对实际值和预测值进行比较分析,结果表明该模型满足精度的要求,有一定的工程意义;数值分析表明隧道围岩变形有一定的规律性。     

基于超前预报与监控量测的隧道浅埋段稳定性分析

在山岭隧道施工过程中,由于山体冲沟较发育,地表层峦叠嶂,隧道往往会遇到浅埋软弱围岩段,施工进度慢,技术要求高。当隧道开挖至浅埋段时,如果提前采取措施不当,则很容易出现掌子面塌落和地表明显沉降现象,严重的威胁了隧道施工安全。以福土龙隧道左幅出口浅埋段为工程研究背景,结合隧道实际工程地质概况,应用监控量测与地质超前预报技术,对隧道开挖至浅埋段位移变化与掌子面围岩特性进行动态监测和综合分析,指导现场施工采取经济可靠加固预防措施,确保隧道安全通过浅埋段。     

基于分数阶算子灰色理论隧道围岩变形预测

采用新奥法开挖隧道时围岩应力产生重分布,对隧道围岩的变形进行监控量测是必不可少的内容。这些数据也影响着接下来的工况实施,需要对现场监控数据进行有效的处理才可以有效预测。为了避开一些复杂的地质因素、围岩力学效应等较难确定的因素,采用分数阶算子灰色理论进行数据处理。介绍了分数阶算子灰色理论的基本原理与操作步骤,基于传统的GM(1,1)模型,引入分数阶精确调节累加数的数量级,以此建立分数阶算子灰色预测模型。以工程实例为研究背景,对不同模型下隧道围岩位移的预测结果进行对比分析,结果表明,分数阶算子灰色预测模型优于经典GM(1,1)模型,其模拟精度有明显的提高,能满足实际工程的需求。     

南水北调工程下穿五棵松车站近接施工数值模拟

南水北调工程计划采用暗挖法在五棵松地铁车站下方修筑两条输水隧道。由于输水隧道与地铁车站距离较近,并且穿越地层的围岩等级较差,因此需要采用数值分析的方法预测下穿隧道施工对五棵松车站的影响。通过有限元模拟施工过程发现,按原设计的施工方法将会导致地表下沉量和轨道下沉量超限。通过对地表位移和车站顶、底板位移随开挖过程变化规律的分析发现,需要对输水隧道扩大段、注浆通道和下穿隧道周围的土体进行注浆加固,才能确保地表和轨道位移不超过规范所规定的限值。并提出为了降低施工过程中,地铁车站两侧因不均匀沉降而产生的扭矩,需要在车站两侧采用对称施工的建议。     

公路隧道施工方法的仿真与比选

针对湖北鸦来公路沙子垭隧道在不同施工方法下围岩和隧道支护结构的力学问题,运用有限元的方法对双侧壁导洞开挖法和台阶开挖法进行了动态数值模拟,建立了在不同施工工序下围岩的应力场、位移场,并对这2种施工方法进行了比较,得出采用台阶法开挖的方案较优。     

软弱变质片岩隧道二衬施作时机优化研究

以十（堰）房（县）高速公路软弱变质片岩隧道通省隧道为例,针对软弱片岩隧道围岩累计变形量、变形速率较大,变形基本呈现不收敛的趋势的特点,结合现场监测围岩所表现出的蠕变特性,采用改进的Burgers粘弹塑性蠕变模型进行隧道衬砌结构受力分析,并在此基础上确定二次衬砌合理施作时机及变形速率指标,为二衬适时及时施作提供了一定的理论依据。为后续隧道施工提供依据,也为类似地层隧道提供借鉴。     

某隧道断层破碎带位移分析

在隧道工程的设计、开挖以及支护实践过程中,由于围岩地质状况的复杂性和特殊性,对于穿越断层破碎带所带来的隧道围岩稳定性问题受到相关决策人员与工程技术人员的高度重视。文中为探求断层破碎带对隧道变形影响的普遍规律,本次数值分析选取具代表性的某隧道断层破碎带建立了三维数值模型,对断层破碎带对围岩拱底下沉、边墙的水平位移以及拱底隆起等隧道位移进行了详细的分析,相关计算结果对类似隧道开挖具有参考性。     

基于有限元的浅埋隧道受力分析及变形破坏处理

采用有限元软件对浅埋隧道受力进行分析,分别从垂直向位移、主应力及剪应变来分析隧道围岩受力情况,分析结果与实际变形破坏一致。垂直向位移最大发生在拱顶,主应力最大集中在拱顶及拱脚,剪应变最大在拱脚。根据分析结果制定合理的隧道变形破坏处理方案,处理后,隧道变形较小,结构稳定。     

高强度洋流作用下沉管的力学性能研究

沉管水下沉放中,管节与船舶采用缆索连接吊放下沉.为解决外海复杂海况条件下,船管缆系耦合受力的状态与水下管节的位移不受控和缆力超限的问题,通过数值仿真计算和物模试验相结合的方式,分析了不同沉放深度的沉管沉放过程中,船舶受外载荷和管节水下受水动力双重作用时的动力响应情况.通过计算和试验,开展了自由状态下的衰减试验、系泊系统下模型单自由度运动衰减试验、作业状态下沉管和安装船运动响应及各缆绳的受力测量,得到系泊缆、沉管吊缆和安装缆,在浪、流组合作用下的受力和水下运动位移情况,选取了适用于本项目管节沉放施工缆系的关键力学取值,并进行了工程应用验证和对比分析,证明了该研究成果的正确性,研究成果可为类似工程大型构件水下精确沉放和施工提供技术依据.     

高桩码头前后沿同时系靠泊ROBOT数值模拟

高桩码头前后沿同时系靠泊会增加后沿船舶撞击力,使码头结构的横向位移及桩基内力发生变化,针对其受力特点,采用ROBOT对两侧系靠泊的高桩码头受力特性和变形进行数值模拟分析,验证了ROBOT对实际工程计算的适用性。通过较为完整的荷载组合计算分析,指出:对于两侧系靠泊的高桩码头后沿撞击力的增加使码头的横向位移变大,且对直桩的弯矩和剪力影响很大,在设计中应引起足够重视。     

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。     

沉管对接端深基坑支撑拆除受力分析

为确定沉管对接端深基坑支撑拆除方案,运用数值分析软件Abaqus模拟回水至支撑下部,水上顺序拆除支撑,剩余支撑受力及土体位移变化情况.研究表明:回水至支撑下部拆除支撑方案可行.拆除过程中,钢支撑轴力最大值2407 kN,钢筋混凝土支撑轴力最大值5328 kN,土体深层水平位移最大值15.5 mm,均能满足设计要求.计算...     

沉管隧道深水基槽边坡稳定性分析研究

沉管隧道深水基槽边坡的稳定性是决定沉管隧道方案能否可行的关键技术之一。采用单一方法分析沉管隧道深水基槽边坡稳定性有局限性。文章结合港珠澳大桥沉管隧道深水基槽边坡稳定性研究过程,提出通过建立基槽边坡与土体指标关系、边坡稳定性理论计算、实测调研对比分析、类似工程经验借鉴等多种方式进行综合研究,分析和评价深水基槽边坡的稳定性并合理确定深水基槽开挖边坡坡度。目前正在实施的港珠澳大桥工程采用了研究结论所推荐的自上而下1:7、1:3两级变边坡型式。     

盾构掘进对既有桩基影响的数值模拟

为研究盾构施工对桥梁桩基的影响，基于ANSYS软件，建立了盾构近距离穿越既有桥梁桩基的三维有限元模型。数值模拟结果表明，盾构施工会引起地层产生较为明显的位移，根据与隧道相对深度的不同，竖向位移可分为沉降与回弹；隧道周围土体有向隧道变形的趋势，使得桩体产生垂直于隧道的水平位移；开挖面支护压力对桩体平行于隧道方向的位移产生主导影响，施工中取稍大于静止土压力的支护压力是比较适合的。     

武汉地铁通用管片楔形量研究

盾构隧道通用管片简化了模板设计,施工中能够较好地控制隧道掘进轴线和管片成环质量,通用性强。武汉地铁4号线一期工程为了便于统一供应管片,盾构区间设计采用通用管片,根据线路平面和纵断面设计条件,研究了采用不同楔形量通用管片对应的线路拟合误差分布情况,并根据分析结果优选出该线通用管片楔形量的合理取值。     

重力式岸壁码头位移调查与分析

部分重力式码头位移的调查结果表明,码头位移在施工期可基本完成且达到码头高度的0.2%以上,具备码头墙后产生主动土压力的必要条件,与设计预期相符合;使用期的码头位移一般较小,地基压缩性较低时均可在25 mm以内,不影响码头正常使用。进一步的统计分析表明,岸壁码头位移无论在施工期还是使用期均与地基状况密切相关,即地基越好,码头位移越小。建造在压缩性较明显的一般黏性土地基上的重力式岸壁码头,其使用期位移量可达100 mm以上,对码头正常运行将产生不利影响,需要采取适当的措施。