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。     

软弱围岩隧道开挖方案优化研究

根据合福线合肥至福州段的万山隧道特点和隧道开挖施工现状,参考前期围岩变形、锚杆应力等监测成果,采用有限元方法分别模拟万山隧道Ⅴ级围岩六步CD法和三台阶七步法两种开挖方案,比较分析两种开挖方案下洞室应力、变形的数值结果,并结合结构安全、稳定情况,论证三台阶七步法施工方案的可行性和合理性。     

双连拱隧道施工力学数值模拟与施工方法比选

针对广惠高速公路小金口双连拱隧道在不同施工方法下围岩和隧道支护结构的力学问题,运用有限元的方对三导坑开挖法和上下台阶开挖法进行了动态数值模拟,首次建立了在不同施工工序下围岩的应力场、位移场,进而这两种施工方法进行了比较,得出采用上下台阶法开挖的方案较优。所建立的双连拱隧道支护结构体系内力(轴力和矩)模型,对双连拱隧道的设计和施工具有重大的指导意义。     

不同开挖方案下隧道围岩稳定性及变性特征分析

不同的开挖进尺会引起隧道相应的围岩位移变化,围岩位移超过容许值将会影响隧道的安全性。以长茂山双车道浅埋隧道为例,采用有限元软件ABAQUS对台阶法不同开挖进尺条件下的隧道施工进行三维数值模拟,从位移及应力两方面来分析台阶法不同开挖进尺的围岩变化规律。研究表明:围岩位移变化主要在拱顶及拱顶附近且侧拱两侧位移曲线呈对称分布;围岩的最大位移变形量随开挖循环进尺增大而相应增大,当开挖进尺增大到6 m后,围岩发生最大位移增长滞缓;围岩竖向位移和拱顶应力随开挖进尺变化的规律可以采用Logistic增长函数进行拟合;提出了循环开挖进尺为4 m的合理施工方法。     

公路隧道设计与施工的现状及问题

公路隧道工程设计与施工研究现状及相关问题分析 在公路隧道施工中,台阶法、全断面法、分部开挖法是最为常用的施工方法。在选用施工方法时要充分考虑环境条件、围岩类别、埋深、断面等因素,使其在施工中尽量减少围岩扰动,做好初期支护,及早封闭断面。目前,我国针对公路隧道施工方法的主要研究有：孙钧、朱合华将“虚拟支撑力”运用到地下结构施工中,对隧道推进过程中围岩动态响应问题进行了研究,并利用三维边界元法就全断面开挖、台阶开挖对洞身位移释放系数的影响进行了研究;关宝树、王明年利用卧式试验坑内的有限元仿真分析和相似模型试验,对公路隧道施工中常用施工方法进行了比较分析,并且重点研究了围岩在不同施工方法中的变形特点。     

超大断面扁平结构隧道开挖方法数值模拟及优化研究

超大断面扁平结构隧道的受力特性和围岩应力分布情况复杂,施工难度大、安全隐患多,寻找一种合适的开挖方法尤为重要。结合某超大断面扁平结构公路隧道工程,提出3种不同开挖方法(三台阶七步法、双侧壁导坑法和双侧壁结合台阶法);运用MIDAS/GTS软件对各开挖方法进行了数值模拟,分别获得了3种方法开挖过程中隧道围岩位移、受力特点及其分布规律,并进行比对分析,最终优选出双侧壁结合台阶法是适合该超大断面扁平结构隧道的最优开挖方法。该方法在现场生产应用中取得了良好效果,确保了隧道施工安全,对类似工程施工具有借鉴和指导意义。     

长冲隧道进口段开挖方法的优化分析

根据隧址区工程地质特征,建立了长冲隧道进口段的有限元模型;模拟了台阶分部法和CD工法开挖隧道的过程,通过对围岩的位移和应力特征、屈服接近度和支护结构受力特征的分析,从施工工序和施工力学角度对两种开挖方法进行了比较,结果表明设计推荐采用的CD工法较台阶分部法没有明显的优势。     

长冲隧道进口段开挖方法的优化分析

根据隧址区工程地质特征,建立了长冲隧道进口段的有限元模型;模拟了台阶分部法和CD工法开挖隧道的过程,通过对围岩的位移和应力特征、屈服接近度和支护结构受力特征的分析,从施工工序和施工力学角度对两种开挖方法进行了比较,结果表明设计推荐采用的CD工法较台阶分部法没有明显的优势。     

超大断面扁平结构隧道开挖方法数值模拟及优化研究

超大断面扁平结构隧道的受力特性和围岩应力分布情况复杂,施工难度大、安全隐患多,寻找一种合适的开挖方法尤为重要。结合某超大断面扁平结构公路隧道工程实际,提出三种不同开挖方法(三台阶七步法、双侧壁导坑法和双侧壁结合台阶法),运用MIDAS/GTS软件对各开挖方法进行数值模拟,分别获得了三种方法开挖过程中隧道围岩位移和受力特点及其分布规律,并进行比对分析,优选结果表明,双侧壁结合台阶法是适合该超大断面扁平结构隧道的最优开挖方法,该方法在现场生产应用取得了良好效果,确保了隧道施工安全,可为类似工程施工提供参考。     

双侧壁导坑与 CD 法对超大断面隧道开挖影响分析

随着高等级公路的大量建设,超大断面隧道不断涌现。目前对超大断面隧道力学性质与支护结构机理及其施工方法的研究仍然不足。以郑州市中原路西延线韩门超大断面隧道为工程依托,采用有限元分析方法,对超大断面隧道开挖过程进行有限元模拟,揭示双侧壁导坑法与CD法开挖方式下隧道围岩的变形规律、应力分布特征等,为超大断面隧道设计和施工提供理论依据,并通过现场监测予以验证。揭示大断面隧道开挖变形机理,优化施工技术,以指导超大断面隧道设计和施工。     

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

基于前人既有研究成果和日本龟浦隧道围岩变形试验,结合郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,阐述隧道施工影响下围岩变形动态规律,提出围岩变形控制的技术要点和技术措施,并提出相应的围岩变形控制建议.研究结果表明：隧道开挖后的围岩变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种形式,且这3种变形是同时发生的.控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和围岩大变形等是隧道围岩变形控制的要点.开挖过程控制和辅助工法控制是隧道围岩变形控制的重点,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是关键.     

开挖方法影响下的深埋隧道形变压力计算方法

为了研究开挖方法对围岩形变压力的影响,采用理论分析、文献调研及现场测试方法明确了其对围岩形变压力的影响规律;根据相应变化规律,基于多元非线性回归方法,考虑围岩级别、隧道跨度及隧道开挖方法因素建立了围岩形变压力定量计算公式;对54座隧道的205个实测形变压力断面数据（108个大型机械化配套大断面开挖施工监测断面、97个常规分部开挖施工监测断面）进行分析.结果表明:采用大型机械化大断面开挖方法,隧道开挖后围岩稳定,所产生的围岩形变压力小;采用常规机械化分部法开挖方法,所产生的围岩形变压力大;围岩形变压力计算公式中开挖方法影响系数k_c的取值范围为1.00～1.15,且围岩级别越大,k_c取值越大,开挖方法对围岩所产生形变压力的影响越明显.      

大断面公路隧道开挖工法适应性研究

文章结合成都天府国际机场高速公路龙泉山隧道工程,研究多线并行大断面隧道群的工法适应性。采用数值分析的手段,分别针对2车道隧道与3车道隧道两种工况,考察全断面法、台阶法、双侧壁导坑法等6种开挖工法的应用情况,通过围岩塑性区、围岩变形情况与初期支护结构受力特征等指标计算结果的横向对比,分析不同工法的应用特点,提出不同工况下开挖工法的选择建议。     

盾构穿越桩基截面围岩变形及安全稳定性的研究

结合工程实例,建立有限元分析模型,对盾构穿越桥基截面围岩变形及安全稳定性进行研究。结果表明:桩基荷载作用对围岩变形产生的影响较小,隧道在开挖后进行强度折减,围岩裂纹最先出现在桩基附近,然后沿隧道洞口斜向贯通,最终破坏失稳时围岩的安全系数为1.85。研究方法及结论对指导我国城市地下轨道交通建设具有一定的现实意义。     

公路隧道围岩变形破坏理论研究

采用理论分析、数值模拟以及现场监控量测等手段对公路隧道围岩变形破坏理论进行较深入的研究。通过分析开挖过程中围岩损伤演化,获得了损伤变量与围岩材料参数之间的关系,提出了围岩力学参数的预测方法。通过岩体破坏机理、围岩损伤应力影响范围以及影响围岩稳定性的各个因素综合研究,建立了卸荷状态下的围岩损伤本构关系和基于能量耗散的损伤本构模型。基于一般弹塑性数值分析原理,建立了考虑围岩参数劣化过程的隧道围岩损伤演化分析方法,分析了开挖应力状态下隧道围岩的弹塑性损伤演化机理。建立了基于经验公式和基于围岩渐进性破坏理论的公路隧道围岩压力演化趋势及预测模型,提出了公路隧道围岩压力演化趋势的预测方法。     

基于三台阶七步开挖法的三车道公路隧道 极限位移研究

为确定实际工程中大跨度隧道的变形基准,结合特征曲线法讨论了公路隧道极限位移的定义,给出基于三台阶七步法的初期支护极限位移确定方法;找出极限状态下各控制点的位移关系,即预警位移、容许位移和极限位移;基于三车道隧道设计洞形,采用连续体弹塑性有限元模 型,按同一围岩级别中的物理力学参数分位值组合计算,分析了不同埋深条件下的三车道初期支护极限位移,并进行t 分布统计,得出基于工法的三车道公路隧道初期支护相对极限位移基准值;对比分析同一围岩、同种工法在不同埋深及相同埋深条件下,隧道围岩表面的位移变化规律;研究同种工法、相同埋深条件下,弹性模量、黏聚力、泊松比、内摩擦角与位移曲线的关系;对比分析基于三台阶七步开挖法的现场监测数据,得出围岩变形的规律基本上符合计算结果的判断,即该方法的合理性得到验证。     

大跨城市隧道施工三维有限元分析

针对城市大跨度隧道施工特点,考虑材料和几何非线性的影响,基于大型有限元分析软件Midas GTS,建立结构与围岩连成的三维弹塑性大变形计算分析模型,模拟隧道施工的过程,得出了隧道开挖不同阶段的围岩应力、变形的分布状态,据此对隧道稳定性进行评价。通过开挖过程的三维数值模拟,可了解大跨度隧道围岩应力分布、支护受力状态,剖析施工过程对围岩稳定的影响,从而为采取合理的措施调整支护参数提供重要依据和参考。     

高速公路隧道施工全过程三维弹塑性数值模拟

为了获得开挖过程中隧道结构体应力、应变和位移规律，以渝黔二期笔架山隧道北端洞口段实态建模，采用有限元程序对施工全过程进行了三维弹塑性数值模拟，并与现场实测数据进行了比较．研究结果表明，开挖对围岩影响较大的范围在开挖面四周5m以内，且上台阶开挖的影响大于下台阶开挖；围岩沉降和水平位移在开挖前已完成1／3；围岩塑性区位于开挖面前1．5m范围内，锚杆主要受本施工段上台阶开挖的影响．     

软岩小净距隧道最优开挖方法数值模拟

以兰渝线新城子隧道为背景,利用有限元法模拟并分析了不同开挖方法对软岩小净距隧道的相互影响,以及双层支护结构在小净距隧道中的应用效果.结果表明,双层支护可以有效的控制地应力的分阶段释放;第一层初支承担大部分围岩荷载,第二层初支承担第一层初支变形引起的荷载;通过对比分析发现,两隧道交互开挖、待左右线均开挖完成后再施作二衬为最优工法.