离散/边界元混合模型在隧道开挖模拟中的应用

探讨了离影边界元混合模型在无限或者半无限不连续岩体隧道开挖中的应用。离影边界元混合模型和传统的有限／边界元模型非常相似，其隧道周边区域由离散元模拟，不连续面出现在离散单元模型中，而离隧道较远的无限或者半无限区域由边界元模拟，其岩体被等效为连续弹性体。然后将离影边界元混合模型和传统的离散元模型都用于同一个工程实例中，该实例为处于节理较发育岩体中的两个上下相距只有9m的近接隧道。通过比较模拟发现，离影边界元混合模型不仅能大大减少计算时间，而且还有计算结果更准确等优点。     

长大隧道射流风机的布置对CO排除效果的影响

本文结合锦屏交通辅助洞的施工,采用国际通用计算流体力学软件FLUENT,对无风门大功率射流巷道式通风方式进行了模拟仿真,并对风机的布置设计进行了优化。通过计算发现横通道布置射流风机时最好将风机布置在靠近横通道一侧气流的下风向,且射流风机距离横通道不宜太远。当射流风机安装位置较高时,CO主要集中在隧道的上部,这种分布方式非常有利于施工人员在隧道内施工。     

深埋特长隧道快速安全施工的关键技术

制约深埋特长隧道快速安全施工的主要因素除包括掘进长度、高压地下水、高地应力、地温、施工通风等,还与特定工程的施工条件具有密切的关系。结合锦屏水电站枢纽工程辅助洞的西端工程标段的施工,分析了制约深埋特长隧道快速安全施工的主要因素,并探讨了克服这些制约因素的实施方案。研究了实现深埋特长隧道快速安全施工的关键技术,包括机械配套、深孔直眼掏槽爆破、快速支护、施工组织等。     

深埋引水隧洞软弱围岩支护结构受力特征研究

文章依托工程实例,针对深埋软弱围岩引水隧洞支护体系的受力特征,开展了现场试验研究,并基于强度折减理论和数值模拟分析,提出了一种计算软岩隧洞施工期间二次衬砌承载力及其强度安全系数的方法,对围岩和二次衬砌的稳定性进行了评估分析。研究表明:边墙部位锚杆发挥拉拔支护效应明显,根据锚杆中性点位置推测出的软弱围岩塑性区有不断发展和扩张的趋势;初期支护钢拱架架设后能立即发挥支护作用,给予围岩较大的支护力;采用该方法求出的二次衬砌在施工期间将参与承担12%的围岩释放荷载,墙脚应力集中部位的安全系数最小,二次衬砌承载特征的计算结论与二次衬砌接触压力的现场试验结论基本吻合。成果可为深埋软弱围岩条件下的隧洞修建提供一定参考。     

双洞八车道小净距隧道施工力学模型试验

基于室内模型试验,对深圳市南坪快速II期双洞8车道小净距隧道施工中隧道变形分布规律、二衬开裂破坏规律、裂缝集中部位及不同净距条件下二衬的极限承载力变化规律进行了研究。研究结果表明:在不同净距条件下,洞周各部位变形大小的分布情况基本相同,拱顶>右拱肩>左拱肩>仰拱>拱脚;起拱线以上各部位,包括拱顶、左拱肩、右拱肩的变形量,位移随双洞净距的增大而减小;可将12 m(约0.5B)作为IV级围岩下的最小合理净距,净距对起拱线以下各部位变形的影响不明显;最终裂缝集中出现在两洞仰拱和拱脚处,仰拱处裂缝全部贯通,拱脚处裂缝较小,一般不继续发展;远离中柱侧的拱肩也有可能出现贯通裂缝。     

高速铁路双线隧道仰拱机械化快速施工技术

针对传统仰拱施工慢、质量差的问题,通过革新仰拱施工工艺和仰拱施工设备,开发出高速铁路双线隧道仰拱快速施工技术.在贵广铁路某隧道施工中的运用中表明,仰拱快速施工技术可大幅缩短作业循环时间,加快仰拱施工速度,保证仰拱与掌子面之间的距离,且新开发的仰拱模架能有效避免仰拱浇筑错台、超限以及整体跑偏等问题.     

岩溶地区隧道涌水风险的可拓评价模型及应用

岩溶地区隧道发生涌水灾害的风险大。文章基于可拓理论建立了岩溶区隧道涌水风险的可拓评估模型。在该模型中,首先建立岩溶区隧道涌水风险的多指标评估体系,并对评价指标做无量纲化处理;然后基于岩溶隧道涌水的评价指标的量测值建立待评物元;采用综合赋权法为各评价指标分配权重,其中指标的客观权重采用基于量测值的关联函数法确定,而主观权重采用基于专家知识的模糊层次分析法确定;最后推求待评隧道的物元关于涌水风险等级的关联函数值,通过最大关联度原则确定该隧道的涌水风险等级。同时,通过计算涌水风险等级的变量特征值来判断该风险等级偏向相邻等级的趋势。采用文章建立的风险可拓评价模型对某岩溶区隧道某里程段进行涌水风险评估,其评价结果与实际观测结果具有较好的吻合性,验证了该可拓评价模型的可靠性。     

机制砂在隧道喷射混凝土及二次衬砌中的应用

为解决机制砂混凝土应用中存在级配不良、性能指标波动幅度较大、回弹率高及强度低等缺陷,以贵广高速铁路隧道施工为依托,采用室内试验和现场试验对机制砂加工系统的设备选型与在喷射混凝土及二次衬砌中的应用进行研究。研究结果表明:1)粉煤灰掺量为40%、水胶质量比为0.37的大掺量粉煤灰机制砂喷射混凝土能够满足规范及设计要求;2)选择喷射混凝土配合比时,可加大粉煤灰掺入量,降低单位用水量和水胶质量比,提高混凝土的工作性;3)施工现场喷射工艺成熟时,还可适当降低坍落度值,以确保混凝土的喷射效果和实体质量;4)水洗机制砂石粉含量并非越低越好,在8%~12%时混凝土的物理性能、力学性能以及耐久性能达到最佳。     

偏桥水电站引水隧洞施工全过程离散单元法仿真模拟研究

偏桥水电站引水隧洞K2＋010～+310地段位于节理发育岩体中,隧洞开挖后因没能及时支护引起岩体过度松弛,产生大量掉块现象。为保证隧洞的稳定性及基于工期的考虑,对该段隧洞的支护结构进行了优化设计,并采用国际广泛应用的离散单元法程序UDEC对该引水隧洞施工运营全过程进行了仿真模拟,探明了隧洞施工各阶段围岩内应力和位移分布,对支护结构优化设计进行了评估。同时,探讨了隧洞施工和运营全过程的离散单元法仿真技术。     

长距离硬岩地层盾构施工关键技术研究

深圳地铁5号线布吉-百鸽笼区间隧道所处地层以硬岩为主,区间采用盾构法施工。对盾构长距离穿越硬岩地层时所遇到的技术难题进行研究,通过合理地配置刀具,选择适宜的掘进模式、掘进参数以及同步注浆参数,同时加强刀具的处理措施,顺利解决了盾构施工时刀具磨损严重,管片错台等问题。