浅埋洞室围岩压力有限元分析

本文运用有限元法的基本原理,采用ANSYS软件对浅埋洞室围岩应力状态进行了数值模拟,分别就埋深对浅埋洞室围岩压力的影响及浅埋山坡处洞室围岩压力进行了分析,并将分析结果与规范规定的简化公式求得的结果进行了比较,得出了一些有益的结论,同时提出了在实践中应注意的问题。     

暗挖拱盖法地铁车站拱部结构矢跨比影响分析

为研究暗挖拱盖法施工时拱部矢跨比对车站结构的影响,以青岛某地铁车站工程为例,基于有限元分析软件MIDAS GTS,对比分析站台宽度为11 m和13 m两种车站结构下,不同矢跨比对其结构受力与变形的影响。研究结果表明：当矢跨比从0.16增大至0.24时拱部施工阶段拱顶弯矩最大,弯矩先减小后增大,整体结构施工时拱部与直墙交界处弯矩最大;两种跨度的车站弯矩分别减少了42.1%和44.6%;轴力随矢跨比的增大而减小,矢跨比对拱部施工阶段的影响较大;矢跨比对结构变形的影响非常明显,拱顶沉降、拱肩沉降与拱脚净空收敛均减少了1/3左右。在考虑整体结构施工与车站结构合理跨高时,拱部矢跨比越大,结构越合理。     

机械化作业条件下考虑覆跨比修正的大断面隧道稳定性评价方法

进行双线高铁隧道全断面或大断面机械化开挖时对围岩稳定性评价的准确性要求较高,而现有行业规范对隧道稳定性评价时未考虑埋深和跨度的影响,因而需要进行考虑覆跨比修正的大断面隧道稳定性评价方法研究.首先,以黄(冈)黄(梅)高速铁路刘元隧道为背景,以隧道开挖后拱顶正上方某点围岩的第三主应力偏转为判据,确定大断面隧道的临界埋深;然...     

边中跨比对大跨度连续刚构桥徐变变形影响分析

以大准增二线内蒙古黄河连续刚构桥主桥为工程背景,研究不同边中跨比值对桥梁徐变变形的影响。研究表明:桥梁运营数年后,不同边中跨比对大跨连续刚构桥的边跨徐变变形影响明显,边跨的徐变变形值随边中跨比的增大迅速增加,随运营年数增加,挠度变化趋势有所减小;中跨的徐变变形值随边中跨比的增大而减小,但随运营年数的增加而增大。     

3洞小净距隧道围岩压力计算方法

针对3洞小净距隧道围岩压力计算问题,基于普氏平衡拱理论,将围岩压力看作单洞隧道的基本压力与相邻隧道开挖引起的附加压力之和,提出适用于3洞小净距隧道的围岩压力计算方法;根据该计算方法研究不同岩柱厚度、开挖跨度和开挖高度对围岩压力的影响规律,并将该计算方法应用于确定八达岭长城站3洞小净距隧道围岩压力。结果表明:随着岩柱厚度的增加,围岩压力不断减小,当岩柱厚度达到某一值时,围岩压力与单洞隧道相同;岩柱厚度、边洞跨度和中洞高度变化影响整体围岩压力,中洞跨度和边洞高度仅影响各自单洞围岩压力;3洞小净距隧道的最优开挖顺序为"先边洞、后中洞",中洞围岩压力大于边洞,应力值最大点为中洞顶部。施工中应注意中洞围岩稳定,采取有效的措施对岩柱区域进行加固。     

低岩跨比软岩地铁隧道上覆管线变形规律

为科学预测低岩跨比条件下软岩地铁隧道开挖后上覆岩土层及其管线的变形规律,针对隧道上覆岩层与土层客观移动规律的差异,考虑开挖时隧道围岩的施工扰动,构建低岩跨比隧道上覆岩土层的“类双曲”移动模型,据此提出地表沉降槽宽度的计算式,并基于Hoek-Brown强度准则给出隧道上覆地层损失率的确定方法,在此基础上运用弹性地基梁理论分析隧道上覆管线的变形规律。以南宁某上覆排水管、天然气管和给水管3种不同材质管线的地铁区间隧道工程为例进行验证。结果表明：地表沉降槽宽度随上覆岩层厚度增加而减小,随上覆土层厚度增加而增大;管线竖向挠曲位移、转角、弯矩及剪力与扰动程度正相关;管线转角、弯矩及剪力随其埋深和管隧夹角增加而增大,但竖向挠曲位移却随管隧夹角增加而减小;各管线沉降区域均主要集中于距隧道中轴线12 m范围内,竖向挠曲位移理论计算与现场监测结果误差均小于10%,且对天然气管和给水管的预测精度更高。     

地铁渡线段不等跨暗挖隧道施工方法有限元分析

地铁隧道渡线段结构具有开挖宽度大、隧道断面变化形式较多样的特点,且地下洞室呈不等跨的横断面布局形式。结合北京地铁10号线某区间隧道工程,对其暗挖施工工法进行二维有限元模拟分析,从地表沉降量、结构中墙受力和中墙位移变化等方面进行讨论,经分析得出所考虑的施工工法是可行的,应用到实际工程后取得了良好的施工效果。     

围岩浸水对黄土地铁隧道稳定性影响分析

为了了解黄土围岩在浸水后对隧道周围土体和衬砌结构稳定性的影响,选择西安地铁二号线南康村-方新村区间隧道工程,借助有限元分析软件对计算模型采用施工和浸水两种工况进行模拟对比,同时结合现场监测数据,对黄土地铁隧道周围土体和衬砌结构受力及变形特性进行分析研究.分析结果表明:浸水后衬砌整体下沉3 mm,地表沉降8.48 mm,...     

主-副拱协作体系矢跨比对拱肋受力影响研究

主-副拱协作异形钢箱系杆拱桥具有优美的外部造型和较大跨越能力。拱桥矢跨比是影响拱肋内力分布的重要参数,进行矢跨比取值研究具有重要意义。为研究主-副拱协作异形钢箱系杆拱桥主拱矢跨比对主、副拱肋受力性能的影响,以通吕运河大桥为例,利用Midas Civil有限元软件建立整体模型,调整主拱矢跨比由1/4.5渐变至1/7,对主、副拱弯矩、轴力和挠度进行计算分析。结果表明,主拱矢跨比的改变对主、副拱肋内力分布具有不同影响,研究结果对今后的主-副拱协作异形钢箱系杆拱桥拱肋矢跨比设计具有一定指导意义。     

砂土条件下加固隧道掌子面稳定性研究

针对玉磨铁路的太达村隧道工程,结合普氏压力拱理论并参照三维旋转破坏机制,提出考虑土供效应条件下改进的三维旋转破坏模型对砂土条件下隧道掌子面稳定性进行研究.所提出的破坏模型可分为2部分:1)位于交叉层的旋转破坏部分;2)位于覆盖层的拱形破坏部分.基于本文所提出的改进破坏模型,采用岩土-锚杆模型对加固隧道掌子面稳定性进行研...     

大跨隧道拱盖法施工地层沉降分析

针对"上软下硬"地层中大跨隧道拱盖法施工的地层沉降问题,选取某地铁车站的典型剖面,建立二维分步开挖模型,通过分步开挖全过程的数值分析,得到拱盖法不同施工步序下的沉降值,推断控制重要环节为中导洞开挖、拆撑和拱盖施作、侧导洞开挖。对重要工序下地表沉降监测值进行对比分析,进一步对各阶段沉降比重进行验证,并分析两者发生偏差的原因并提出相应对策。     

盾构法修建正交下穿地铁隧道对上覆隧道的影响分析

在地铁工程中,常采用盾构法修建正交下穿隧道,新隧道的掘进不可避免地对既有隧道产生影响。采用三维有限元方法对正交下穿盾构隧道施工进行模拟,分析新隧道动态掘进时既有隧道位移、变形和内力的变化规律。模型中考虑了盾构机与管片衬砌的相互作用,以及管片衬砌结构的横观各向同性性质。计算结果表明,新隧道施工时既有隧道将产生不均匀沉降、不均匀侧移和扭转,且在对称面上出现最大值。对称面上管片的变形与受力出现先“加载”、后"卸载"、再“加载”的特点,同时该处的纵向弯矩不断增大,并在隧道底部产生较大拉应力。本文所研究的内容可为类似工程的施工提供参考。     

浅埋偏压隧道围岩破坏模式及规律研究

破裂角在一定程度上可作为独立的指标描述无特殊地质构造的浅埋隧道破裂模式.针对现有破裂角公式中未综合考虑隧道几何特性和地形特性的不足,选取影响隧道稳定性的覆跨比、扁平率及偏压角3个因素,以太沙基破裂角公式和《铁路隧道设计规范》中破裂角公式为理论基础,推导新的破裂角公式.基于推导的破裂角公式,分析上述3个因素对破裂角的影响...     

大跨度金属拱形波纹屋顶不同高跨比的承载力研究

通过对铁道仓库、站台等工业建筑单榀金属圆弧拱形波纹屋顶的试验研究和非线性有限元计算分析,讨论了这种结构在常见的不同荷载和不同约束情况下的极限承载力与高跨比的关系,提出了这种大跨度结构的合理设计高跨比和应用参考。     

上跨下穿施工对城市轨道交通既有隧道的影响分析

结合苏州轨道交通1、2号线,采用有限元数值模拟方法,研究城市轨道交通新建线路、市政管线等其它工程穿越城市轨道交通既有线隧道时,新建隧道和市政管线在不同外径和竖向净距的情况下,城市轨道交通既有线路位移场及应力场的变化规律。根据既有线隧道最大拉应力同抗拉强度设计值的关系,得到上跨下穿施工竖向净距控制标准,为新建城市轨道交通线路的设计和施工以及城市轨道交通既有线路的安全防护提供参考。     

施工过程中围岩参数对测线收敛的敏感性分析

研究目的:地下工程的施工过程是其结构安全度最差的阶段,为了确保施工过程中的结构安全,选择加固围岩的方法是工程技术人员最关心的问题之一,因此围岩参数对结构安全的敏感性就成了关键因素。针对海南工程,运用大型通用有限元数值分析软件(ANSYS),采用Monte-Carlo随机有限元理论模拟,计算大断面地下洞室多层耦合应力超前解除及分层逆作2种方法的开挖过程,在开挖过程中对每一步布置测线,对测线的收敛进行统计分析,比较围岩参数对各条测线收敛的影响程度,针对各条测线对围岩参数的敏感性进行分析,比较总结出影响地下洞室收敛的关键因素。研究结论:影响洞室竖向测线收敛的岩土参数由大到小依次为:变形模量、波松比、内摩擦角、粘聚力。影响洞室水平测线收敛的岩土参数由大到小依次为:波松比、变形模量、内摩擦角、粘聚力。     

单边扩帮特大跨公路隧道开挖稳定性分析

通过现场试验、理论分析及数值模拟计算,对深圳横龙山北隧道右线喇叭口扩帮段的围岩力学参数和动态施工力学进行研究,对扩挖修帮段进行深部位移监测得到反挖修帮造成的拱顶下沉和洞周水平收敛的实测数据,并基于神经网络BP模型反演隧道围岩力学参数.采用有限元软件对横龙山北隧道右线喇叭口扩帮段建立三维有限元模型,分析隧道各开挖阶段对地表沉降的影响以及研究隧道各开挖阶段对隧道拱顶、拱脚和竖墙脚各点应力的影响.     

基于流固耦合理论下穿库区隧道围岩稳定性分析

以某下穿库区铁路隧道为依托工程,对比分析有无渗流场作用和不同水深条件下,隧道结构应力变化规律以及围岩变形、塑性区和渗流场的变化特性,同时还考虑隧道加固圈厚度和渗透系数对围岩稳定性的影响。研究结果表明:地下水渗流场对围岩变形影响较大,不仅能引起大范围的库底沉降,而且能增大隧道拱顶和拱腰的位移,并且能够减小仰拱的隆起量以及加剧围岩塑性区的范围;隧道的开挖能够对地下水孔隙水压力的分布形成明显的扰动,并且在两拱脚处渗流速度最大,最大塑性区位于横向临时支撑处;注浆加固圈能够改善围岩的受力,隧道最优注浆圈厚度在5m,并且当渗透系数小于围岩渗透系数的1/50时注浆圈加固效果不再明显。     

基于乘客舒适性的快速地铁隧道压力波分析

针对地铁列车在隧道内的运行特点,采用FLUENT(6.3.26)三维模拟软件,在列车最高运行速度120 km/h的条件下,对列车进出隧道洞口、在隧道内匀速运行、进出站及加减速运行、经过中间风井等多个运行场景的压力波及压力变化率进行模拟分析,提出地铁列车在隧道内运行压力波和压力变化率规律,以及在给定压力舒适度标准下的最大隧道阻塞比。     

跨软弱夹层地下连续墙槽壁局部稳定性分析

研究目的:地下连续墙槽壁失稳分为整体失稳和局部失稳,当地下连续墙跨越软弱夹层时极易出现局部失稳.为研究地下连续墙跨软弱夹层时槽壁局部失稳机理,利用槽壁最小主应力迹线,确定成槽施工的扰动范围,构建槽壁局部失稳计算模型,基于塑性极限破坏理论,推导槽壁局部稳定安全系数表达式.研究结论:(1)本文获得的地下连续墙局部稳定安全系...