连拱隧道结构内力样式的模型试验研究及有限元分析

文章结合广惠高速公路小金口双连拱隧道工程(Ⅲ类围岩),开展大型相似模型试验研究和有限元数值分析,阐述了双连拱隧道的内力样式(二次衬砌的轴力和弯矩),得出双连拱隧道的两边墙脚、中墙底部和顶部的弯矩值较大,尤其是中墙的受力特征将直接决定双连拱隧道围岩的整体稳定性.     

聚焦电流法隧道超前探测有限元模拟分析

文章结合聚焦电流法隧道超前探测原理,采用有限单元异常电位法对聚焦电流法隧道超前探测的电场分布进行了计算分析,并通过数值模拟,探讨了不同地电条件下聚焦超前探测的异常特征。结果表明,该方法能直观、明显的反映出掌子面前方不良地质体的位置、形态,避免隧道内金属干扰物对探测结果的影响。     

盾构隧道预应力管片的两维有限元数值模拟与分析

针对预应力混凝土管片这一新型的盾构隧道衬砌结构进行了模型试验研究,介绍了利用有限元方法进行模拟计算的过程,采用不同的接头力学模型对其整环试验进行了两维模拟,在与试验结果分析比较的基础上,得出合适的模型参数,为预应力管片用于设计和施工奠定了基础。     

水下隧道合理覆盖层厚度的有限元模拟研究

水下隧道覆盖层厚度目前基本上是凭经验确定的,采用不同的经验公式得到的计算结果差异很大。文章针对目前情况提出了采用有限元的求解方法,并结合公路隧道施工规范,模拟了拟建的重庆朝天门两江隧道在不同隧道覆盖层厚度时的拱顶位移和拉应力的分布及大小。通过与标准隧道的比较,得出了该隧道的合理覆盖层厚度,对同类工程有一定的参考价值。     

基于有限元的隧道围岩稳定性分析

在隧道工程中,隧道围岩的稳定性至关重要,影响着隧道勘察、设计和施工的整个阶段.为了保证隧道建设过程中的安全、经济及其他问题,研究围岩的稳定性有着重要的工程意义.文章以广西某地隧道工程为依托,运用MIDAS/GTS软件,基于应力应变假设条件,对开挖后隧道三维及衬砌二维受力和位移进行分析,得出隧道围岩稳定性计算值与实测值的...     

兰渝铁路关子岭隧道施工方法的数值分析

以兰渝铁路关子岭隧道工程为依托,针对大断面隧道的施工方法进行数值模拟,分别对台阶式、双侧壁导洞式、全断面开挖,以及导洞超前扩挖四种开挖方式进行计算,对比应力、位移和塑性区,得到较优的开挖方案.计算结果表明,双侧壁导洞式与导洞扩挖式开挖位移变化幅度较小,没有出现拉应力,塑性区对称分布,施工难度较小,且面积较小,优于其他方案.     

长大公路隧道火灾模式下的烟雾特性研究

公路隧道火灾初期对人员逃生造成威胁的并不是高温,而是烟雾。为了更好地控制隧道火灾的蔓延,就必须更好地对隧道火灾烟雾的特性进行研究,总结出一些普遍规律,为火灾救援提供试验基础。文章通过秦岭终南山特长公路隧道的火灾模型试验,对长大公路隧道发生火灾时的烟雾特性进行了研究。     

砂土地层深基坑开挖引起下卧隧道变形机理研究

深基坑开挖引起的应力释放将不可避免地引起邻近隧道的附加应力和变形.通过开展三维有限元数值分析,研究了深基坑开挖尺寸和管片接头刚度对下卧隧道三维变形的影响.利用土工离心模型试验验证了有限元计算模型和结果的合理性.在基坑中心线下,隧道隆起和横向弯曲应变随基坑开挖长度的增大而增大.当基坑开挖长度为基坑开挖深度的9倍时,隧道隆...     

新建隧道开挖对既有偏压隧道的影响研究

新建隧道邻近既有隧道施工可能会引起既有隧道结构的较大变形,甚至造成重大事故,这在邻近隧道是浅埋偏压隧道时风险更大。文章依托广西某新建公路隧道的实际情况,使用数值模拟方法计算其开挖对既有隧道应力和变形的影响。结果表明：沿既有隧道纵向,变形最大位置出现在起始开挖断面;沿既有隧道横向,应力变形在断面上反对称分布,变形和应力的最大位置在右侧拱脚处,需加强相应防护监控措施。     

隧道内爆炸作用衬砌结构的动力响应和损伤机理研究

隧道内爆炸作用可能导致其衬砌结构的破坏和坍塌,造成车辆通行受阻和生命财产损失。为了研究隧道衬砌结构的抗爆性能,应用AUTODYN软件建立了隧道衬砌-岩石-土壤的三维数值模型,并考虑炸药-空气-结构的流固耦合相互作用,以及隧道内爆炸作用对衬砌结构的动力响应和损伤机理进行了数值模拟分析。结果表明:在不同炸药量作用下,超压峰值及冲量以爆心地面投影点为中心,向四周迅速衰减,表现出一定的规律性;离爆心最近的底板首先出现损伤,并向四周扩展,直墙角部由于受到底板竖向变形而引起的拉应力作用,较早地出现损伤,在直墙壁和拱顶产生纵向和环向的裂缝,这些裂缝把整体式隧道衬砌结构分割成大小不等的混凝土块体。     

飞机降落冲击荷载作用下高铁隧道动力响应及疲劳损伤研究北大核心CSCD

针对运营期高铁隧道衬砌结构在飞机降落冲击荷载作用下的动力响应规律及疲劳损伤问题,以成自高铁下穿天府机场东二跑道区间隧道为工程背景,采用有限元分析的方法研究隧道动力响应及疲劳损伤规律。结果表明:B747-400型飞机在粗暴着陆后0.05 s时刻动力载荷达到最大值,约为500 kN;在单次粗暴着陆工况下,拱顶位移和受力最大,位移最大峰值为1.58 mm,拉应力最大峰值为437.79 kPa,压应力最大峰值为556.24 kPa,衬砌结构未出现塑性损伤;飞机荷载长期作用下,随着循环次数的增加,结构损伤部位和程度也随之增加,拱顶损伤最突出,其次为边墙,隧道衬砌在上方飞机长期粗暴着陆作用下的疲劳寿命大致为25 a。     

城市隧道纵向通风延迟效应的机理研究及影响因素分析

纵向隧道通风动态过程现场试验结果表明,当改变隧道射流风机的运行状态后,隧道风速需要较长的时间才能达到稳定状态,即纵向通风隧道存在延迟效应。通过理论公式推导得出的隧道流场在风机调控下的动态响应公式,可用来预测隧道延迟效应的强弱,其理论计算结果与现场实测数据吻合良好。参数化研究发现:在相同初始速度下,开启射流风机数量越多,隧道风速达到稳定的时间越短;关停射流风机数量越多,隧道风速达到稳定的时间越长。在启停相同数量射流风机的条件下,初始速度越小,隧道风速达到稳定的时间越长;隧道越长、截面积越大、隧道壁面越光滑,稳定时间越长,通风延迟效应越显著。     

双连拱隧道施工工序的有限元分析及施工监测研究

本文以哈尔滨保健路隧道工程为背景,采用有限元软件,根据工程实际条件,建立二维模型对隧道开挖步序进行有限元模拟分析,比较了采用不同的施工工序对隧道结构的影响。同时,根据施工中反馈的监测数据,对其进行整合和态势分析,得到了软土地层浅埋暗挖双连拱隧道在施工开挖中的地表沉降、拱顶沉降等实际数据,进一步获取了围岩稳定性、支护效果的信息和经验。     

偏压作用下小间距隧道的施工方法研究

针对长哨小间距隧道建造中存在山体偏压情况.选择有一定代表性的V级围岩区段小间距隧道LK108 800断面,利用有限元数值模拟方法,对6种施工方案下的偏压隧道支护结构受力及围岩屈服破坏进行了细致地仿真模拟分析.结果表明,山体偏压作用下,先施工深埋一侧的隧道,可有效减少中隔墙围岩的偏向及侧移,明显降低围岩塑性区面积,并有益于支护结构的稳定性.     

上海人民路隧道垂直风道结构数值分析研究

上海人民路隧道浦东风井为地下二层结构,南线隧道从其下部穿过。为完成隧道与在建风井垂直风道的连接,设计采用了数值模拟方法分析施工、运营阶段风井、垂直风道及隧道衬砌的内力、变形的变化情况,为该段结构设计提供指导,也为今后同类型设计、施工提供计算实例。     

基于数值模拟分析的高速公路上跨高铁隧道方案研究

河南西部某高速公路改扩建工程在下穿的客运专线铁路上方施工,考虑施工及运营状态下隧道的安全,采用强度折减法对高速公路扩建前、扩建中及扩建后的隧道结构安全度进行了研究,同时对其防护措施及相应的效果加以探讨,以便为类似工程方案的选择提供借鉴。     

水平小净距隧道中夹岩安全系数法研究与应用

中夹岩柱是小净距隧道围岩稳定控制的关键部位,判别中夹岩的安全性是工程设计和施工过程中的重难点.文章通过分析不同围岩级别、埋深情况下中夹岩的破坏模式,建立Ⅳ级围岩条件下水平小净距隧道中夹岩力学分析模型,并确定中夹岩破裂面位置.根据中夹岩上部滑块体形状的不同分为两种情况,通过边坡稳定性原理、极限平衡假设及普氏压力拱理论推导...     

对称配光照明下的公路隧道眩光指标研究

在公路隧道照明中,不当的灯具配置将会导致令人眼不适的眩光,良好的隧道照明系统设计不仅需要提供足够的路面亮度和合适的亮度均匀度,还应尽量降低灯具产生的眩光对驾驶员行车的影响程度,提高安全性和舒适性.为此,本文运用照明分析软件DIALux4.13对公路隧道照明系统的常用眩光指标——阈值增量TI进行相关数值模拟,选取两种对称配光曲线,在较高的灯具总光通量(9000 lm)一定时,探究并分析双车道(8～10 m布灯间距、灯具发光面法向角度25°)和三车道(6 m布灯间距、灯具发光面法向角度35°)下的各车道阈值增量TI.研究结果得出,所有工况均表现出较低甚至为0的阈值增量TI值,满足相关规范规定的不大于15％的要求,不会对驾驶过程中的人眼造成不舒适的眩光感受.     

波浪作用下悬浮隧道管体-锚索耦合系统水动力特性研究

水下悬浮隧道(SFT)是一种新型跨海交通通道型式.文章采用CFD方法研究悬浮隧道管体-锚索耦合系统在波浪作用下的动力响应特征,并分析浸没深度、浮重比(BWR)、系泊角度(IMA)、锚索刚度、锚索系统布置形式、锚索系统预张力分配及波浪参数等对悬浮隧道水动力特性的影响.结果表明,管体运动响应随浸没深度的增加而减小,随波高和...     

基于交通流状态的公路隧道通风系统能效研究

为实现对隧道交通风的充分利用,本文以某隧道为依托,对交通流状态进行分类,并建立隧道试验模型和数值模拟平台,对车队连续行驶时的隧道交通风开展研究,分析了不同车型与车速下的隧道交通风特性,探究了不同交通流状态下的隧道交通风对轴流风机的节能作用。研究结果表明,充分利用好交通风对隧道通风的增压作用,可以节约相应的风机能耗。