超宽沉管隧道横向地基刚度数值模拟研究

以深中通道沉管隧道工程为背景,对不同地层条件下的横向地基刚度的分布模式进行了研究。选取了典型的3个横断面,利用Plaxis2d有限元分析软件建立了地基—沉管隧道—回填荷载的二维数值模型,研究了软弱地基、硬岩及软硬不均匀地基条件下沉管隧道沉降规律及横向地基刚度分布模式。分析结果表明,管底地基刚度分布与两侧回填大小、施工工序密切相关,基底的软硬程度对沉降特征、管底接触应力及横向地基刚度分布模式影响很大,并且在沉管下沉、两侧锁定的工况条件下,基底的软硬程度对结构脱空位置有很大地影响。     

大断面隧道双侧壁导坑法施工数值模拟

通过在一定地质条件下,模拟双侧壁导坑法的施工过程,分析该施工方法的优缺点,达到指导施工的目的.双侧壁导抗开挖的施工工序比较多,目的是多步卸载,确保一次应力释放不会太大,从而保证围岩的自身稳定.     

浅埋偏压隧道双侧壁导坑法开挖数值模拟研究

以柞山高速段小岭隧道为依托,建立数值分析模型对隧道洞口浅埋偏压段开挖与支护过程进行数值分析,探讨了围岩与衬砌材料的变形与应力变化规律。研究结果表明:偏压导致隧道洞口两侧出现超过18mm的变形差,通过锚喷支护可将该变形差控制在7mm以内;偏压隧道稳定性最不利位置出现在拱顶与底部处,在拱顶右侧与拱底左侧出现应力集中现象;双侧壁导坑法相对于预留核心土开挖法可以更好地控制拱顶处竖向变形;设计中应合理设计衬砌参数,防止锚杆等材料处于屈服状态,保证隧道施工安全。     

水下盾构隧道弹性密封垫防水失效数值模拟研究

结合某水下盾构隧道工程的防水设计,采用大型有限元软件ABAQUS对弹性密封垫的防水失效机理进行数值模拟研究。将本文有限元模型与前人简化模型进行了对比分析,并对接缝张开及接缝错开情况下的密封垫防水失效机理进行了分析。研究表明,在接缝张开的情况下,渗漏主要发生在密封垫间的接触面上;接缝错开的情况下,随错缝位移的增大,渗漏将由发生在密封垫接触面上而转变为发生在密封垫与混凝土间的接触面上。     

超大跨度水下隧道侧部集中排烟适用性研究

以超大跨度水下隧道为研究对象,基于FDS火灾数值模拟方法,构建矩形水下隧道侧部集中排烟计算模型,通过对不同火灾工况下隧道内烟气分布及排烟效率特性进行研究,得到侧部集中排烟在不同宽度隧道内的适用性。研究结果表明:随着隧道宽度增加,隧道横断面风速衰减明显,侧部集中排烟效率降低,对于单向4车道以上宽度的超大跨矩形隧道,火灾时侧部集中排烟适用性较差,且不利于人员疏散。     

双侧壁导坑施工数值模拟

针对隧道洞口浅埋段双侧壁导坑施工工艺的特点,对某高速公路隧道进行了数值模拟,定性地分析了双侧壁导坑开挖法施工力学行为.研究表明,在开挖初期,临时钢架与核心土共同作用形成一个承载整体,能有效地减少地表沉降变形;上部核心土开挖后,临时钢架与初衬连接处出现应力集中现象,在开挖过程中应引起重视.     

水下盾构隧道的合理覆土厚度数值模拟分析

针对水下隧道长期赋存于富水环境中,围岩的力学性质较差,地层的成拱能力降低的特点,研究水下盾构隧道的合理覆土厚度,为设计与施工提供参考。在国内外学者研究成果的基础上,依托具体的工程实例,鉴于实际施工中盾尾管片壁后注浆对盾构隧道的动态上浮作用和对地层沉降的影响,进而确定对盾构隧道最小覆土厚度的影响,同时基于水下隧道突水风险研究,综合考虑水、土、注浆浆液的动态影响,通过对颗粒流数值模拟结果进行分析,给出水下盾构隧道合理覆土厚度和最小覆土厚度临界值的判定依据和条件,采取必要的信息化施工和响应联动措施,控制水下盾构隧道浅覆土穿越水体地层变位,保证工程和环境的安全。研究结果表明:双洞隧道的地表沉降曲线基本符合Peck沉降槽理论,随着埋深的增加,地表沉降将由2个独立的沉降槽逐渐发展叠加为1个新的沉降槽;对于依托工程而言,隧道覆土厚度的临界值为1.3D;围岩的竖向位移随距隧道中心线距离的增大而减小,当距离增大到0.5D后位移变化不再显著;隧道开挖后,由于隧道顶部土体拱效应的发挥,不同埋深情况下作用在管片上的土压力将明显小于初始土压力,且压力值与埋深成正比。     

南昌红谷水下互通立交隧道通风排烟组织研究

为研究水下多匝道互通立交隧道的通风排烟特性,及时有效地排除隧道内烟气,以南昌红谷隧道为工程背景,应用CFD技术和现场试验的方法,对火灾时纵向排烟条件下不同纵坡和火源位置的烟气蔓延特性进行研究,分析坡度、火源与匝道位置等多因素耦合对烟气蔓延特性的影响。主要结论如下： 1)隧道东岸进口匝道排烟临界风速需大于2.5 m/s,各匝道射流风机均应开启,以保证匝道间分岔部位无串烟现象; 2)东岸出口匝道曲度大,隧道阻力较大,排烟临界风速为3.0~3.5 m/s时控烟效果较好,并宜选择流线顺畅、烟气流程较短的匝道进行排烟; 3)根据进出口匝道烟气蔓延特性的差异和相应试验条件下测算的排烟时间,提出对应的排烟策略,调整风机原设计的运行模式,以达到优化排烟气流组织、提高排烟效率的目的。     

雪峰山隧道通风数值模拟研究

介绍了网络通风系统仿真软件，对单座斜井送排式通风方案和左右洞三斜（竖）井联合送排式通风方案进行了通风数值模拟计算，并对两方案进行了比较分析。     

雪峰山隧道通风数值模拟研究

介绍了网络通风系统仿真软件,对单座斜井送排式通风方案和左右洞三斜(竖)井联合送排式通风方案进行了通风数值模拟计算,并对两方案进行了比较分析.     

特大跨隧道在双侧壁岛坑法施工下的数值模拟

依托实际项目,运用FLAC3D进行后处理,模拟双侧壁导坑法用于V级围岩的施工,全面展示了暗挖隧洞右洞的分步开挖对左洞初期支护应力、右洞周围围岩变形的变化规律。结果表明：对于开挖洞在既有洞初期支护上产生的支护轴向应力规律,双侧壁导坑法和全断面开挖理论规律基本一致。开挖洞在双侧壁导坑工法下,地表沉降会出现下导坑较上导坑对地表沉降影响更大的规律。在偏压工况下,开挖对于地面沉降量在大偏压侧较小偏压侧更明显。导坑法对地面沉降会产生peck曲线的叠加效应,但最终沉降曲线满足peck沉降理论。     

新型下沉式泵房结构在水下隧道工程中的应用与数值模拟研究

厦门第二西通道工程跨海域段为采用钻爆法施工的水下隧道,该隧道在海域最低点的废水泵房有效容积要求达6519m3,采用常规的利用联络通道或主洞下部扩挖的泵房方案均不能满足蓄水需求。在对影响泵房方案因素分析的基础上,提出了纵向式、横向式、纵横混合式和下沉式四种大容积泵房布置方案。通过对四种泵房方案的定性分析,得出了纵向式与下沉式泵房方案在施工出渣便捷性、运营经济性、养护便利性等方面较其他两种方案有较好的优势。通过对纵向式与下沉式泵房方案进行有限元数值模拟得出,下沉式泵房缩短了纵向长度,降低了围岩受风化槽侵蚀影响的不确定性,简化了洞室结构,安全性优于纵向式泵房,综合优势明显。研究可为大容积水下隧道泵房形式设计提供借鉴。     

公路隧道火灾排烟临界风速模型试验与数值解析研究

临界风速是防止隧道火灾烟气回流的最小风速,因此是隧道烟气控制的重要参数.根据流体力学相似性原理建立了缩尺寸模型隧道,根据模型隧道的温度分布和烟气蔓延情况来模拟实体隧道的温度分布以及烟气蔓延情况,从而对不同隧道排烟模式下的临界风速等关键设计参数进行研究.并根据模型试验的结论,推导临界风速的解析公式,以便于工程应用.     

季家坡隧道开挖数值模拟分析研究

采用地层-结构模型,利用有限差分计算软件FLAC对三峡翻坝高速公路的季家坡隧道进行了开挖支护施工过程的数值模拟,文章分析了隧道开挖后支护前和支护后隧洞围岩变形、应力重分布、围岩塑性区范围,进一步证明了隧道支护方案的有效性,并对支护结构做出了安全评价。     

隧道交通噪声数值模拟及调查研究

隧道交通噪声主要来源于轮胎与路面接触噪声,建立隧道内交通噪声数值模拟模型,通过有限元计算,分析了隧道不同位置交通噪声的变化规律.数值模拟结果表明,隧道内不同位置的交通噪声大小差别较大,随着距隧道洞口的距离增大,噪声水平增加,隧道中部比隧道进出口处噪声高约8～10 dB,比隧道外高16～18 dB,隧道洞体对隧道内交通噪声影响较大.通过现场测试隧道交通噪声,结果表明隧道内交通噪声数值模拟结果与实测结果较为吻合,说明所采用的数值模拟模型是可靠的.     

公路隧道开挖围岩稳定性数值模拟研究

公路隧道施工中控制隧道围岩在开挖后的变形,避免发生过大变形与破坏,为隧道二次衬砌争取时间是隧道施工中的关键问题。本文采用有限元数值模拟方法,模拟分析某一公路隧道的施工开挖过程,研究在不同的工况条件下,隧道围岩的稳定性,根据分析结果为隧道施工选择了合理的开挖施工方法,隧道典型断面的监测结果表明采用的施工方法能够满足开挖施工的安全及进度要求。     

雁门关公路隧道火灾排烟研究

通风控制是长大公路隧道发生火灾时的重要救灾技术。本文结合雁门关公路隧道的现状,采用数值模拟方法,分析了现有通风系统在火灾发生后排烟过程的功能,提出了改进的建议。     

分岔隧道施工三维数值仿真模拟研究

分岔隧道是一种新的隧道建设型式,它一般由四车道大拱隧道或连拱隧道逐渐过渡到上下行分离式双洞隧道,因此它同时具备标准间距的分离隧道、小净距隧道、连拱隧道以及四车道大拱隧道等多种结构型式隧道的特点.结构型式一般分为大跨衬砌段、双连拱衬砌段、加强衬砌段和一般衬砌段4种断面型式.作为一种新的隧道建设型式,目前国内尚不多见,缺乏可供参考的设计、施工经验.由于分岔隧道型式的特殊性和复杂性,施工难度和风险均较大,因此,研究施工围岩的稳定性有着非常重要的意义.本文基于连续介质模型,通过大型有限元软件ABAQUS,主要对施工过程进行数值仿真模拟,着重分析研究大拱与连拱过渡段和连拱以及小净距过渡段施工过程中的围岩变形和破坏特性,并得出结论,为设计施工提供参考依据.     

苍岭隧道火灾通风方案数值模拟研究

公路隧道防火救灾技术一直是隧道工程界所关注的焦点.该文针对目前国内公路隧道通风计算大多依靠手工计算的现状,编制了公路隧道网络通风解算程序.结合苍岭隧道通风设计资料,提出了苍岭隧道火灾工况的通风方案,并进行了数值模拟分析.     

公路隧道纵向通风数值模拟

根据组合结构的思想，将公路隧道的纵向通风系统划分为不同的功能模块，然后在Matlab语言环境下，按照不同的通风方案，调用相关功能模块进行组合，实现了长大公路隧道多种通风方案的比选和运营调控效果的数值模拟。算例表明该方法不仅方便可靠，而且适应广泛。