斜穿过砂卵石层地质构造隧道开挖的三维数值模拟分析

以某地铁隧道浅埋暗挖法为研究对象,建立了斜穿过砂卵石地质构造隧道开挖的三维有限模型.通过模拟隧道开挖,分析了隧道在不同支护工况下的围岩应力、位移、塑性区.分析结果表明,在第一步开挖后围岩位移较小,第二步开挖后在砂卵石层最厚处的围岩位移急剧增大并在后续开挖过程中趋于稳定;开挖过程中砂卵石结构本身的性质使其承载力小,因此在其地质层处出现了塑性区;锚杆的支护作用提高了围岩的整体性能,减小了拱顶上部围岩的内应力;隧道开挖后的卸载作用使钢拱架承受上部围岩荷载且主要承受压应力.为防止隧道产生塌方开挖后应及时施做初期支护和二期衬砌.     

钢带支护系统在隧道衬砌加固工程中的应用效果分析

以某隧道工程为研究对象,重点分析了隧道拱顶、拱腰和边墙存在空洞时,采用W钢带加固隧道所产生的作用和效果,得到以下结论:隧道衬砌背后不存在空洞时,采用W钢带加固之后拱顶沉降减小了45.7％,说明W钢带具有良好的加固作用;隧道衬砌在拱顶、拱腰和边墙后侧存在空洞时,采用W钢带加固可以有效提高衬砌的承载能力,并可以改善隧道背后...     

公路隧道数值模拟开挖支护浅析

利用ANSYS有限元分析软件,考虑地应力的逐步释放,对某公路隧道软弱围岩标段的台阶法开挖支护进行了数值模拟,并对围岩和支护体系的变形和受力特点进行了分析,得到了拱顶沉降、洞内水平收敛以及支护结构内力变化规律,这为工程的顺利实施提供了依据和指导,可供类似工程参考。     

隧道工程中穿越断层破碎带开挖支护施工技术的应用研究

针对某隧道工程实际情况,对其从断层破碎带中穿越时使用的施工技术进行深入分析,提出相应的施工要点,以此为类似工程项目提供参考借鉴,保证隧道施工安全。     

边坡开挖支护时序有限元分析

为研究公路改扩建工程边坡稳定性的影响因素, 寻求科学的支护方法, 以柳州至南宁高速K1456+800处左侧改扩建边坡为研究对象, 利用ANSYS建立了有限元数值模型, 选择未及时支护和及时支护2种支护方式, 模拟计算了改扩建工程中6级边坡开挖过程中坡体的剪应变增量及水平、竖向位移增量; 为定量分析2种支护条件下边坡开挖过程中位移及应力的变化趋势, 选取了6个特殊节点进行监测, 主要监测内容包括测点的位移(包括水平位移和竖向位移)以及主应力(包括最大主应力和最小主应力)随开挖时步的变化情况。分析结果表明: 无论是否及时支护, 每步剪应变增量最大值均位于坡脚, 但及时支护时, 分布面积及数值较未及时支护时小, 边坡发生失稳的可能性较低; 随着开挖推进, 水平位移增量先减小后小幅增大, 竖向位移增量先急剧增大后缓慢减小, 及时支护下各测点最终位移较未及时支护情况要小; 未及时支护时最终开挖安全系数接近1.0, 及时支护后每步安全系数均大幅提高, 基本大于1.35。综上所述, 及时支护能够有效减小边坡剪切应力, 限制水平与竖向位移, 降低整体应力水平, 提高边坡安全系数, 显著改善坡体稳定性。     

高岩温隧道初期支护应力场及安全性研究

为评价高岩温隧道施工过程中初期支护的安全性,研究了高岩温隧道初期支护温度场、应力场的施工期特征和演变规律. 首先通过热-应力耦合三维数值模拟和现场测试,研究了不同原始围岩温度场中,高岩温隧道开挖过程中初期支护温度场的变化规律;其次考虑围岩荷载和温度荷载共同作用,分析了高岩温隧道开挖过程中初期支护应力场的变化规律;最后基于初期支护应力值,评价了高岩温隧道初期支护的安全性. 研究结果表明:受施工通风影响,初期支护温度在隧道开挖后急剧降低,约5 d后基本与洞内气温一致;受施工工序影响,初期支护最大拉应力先增后减,最大压应力持续增加;随着围岩初始温度增大,在不同施工步序中,初期支护的最大拉应力和最大压应力均增大;初期支护安全性由喷射混凝土抗拉强度控制,当围岩初始温度大于60℃时,C25喷射混凝土将发生拉裂破坏.      

黄土软弱围岩下隧道开挖支护技术分析

采用超前小导管进行隧道支护,并分析了超前支护对隧道拱顶沉降、周边收敛和应力分布的影响。结果表明：超前小导管能有效减小拱顶沉降,尤其在支护时效果更显著,沉降值呈台阶状上升;超前小导管对拱底位移控制效果不明显;超前小导管对周边收敛变形的控制效果主要体现在拱腰位置,其次是边墙,最后是拱肩;超前小导管对应力分布的影响不大,水平应力最大值集中在拱腰,竖向应力最大值集中在拱顶和拱底,在黄土隧道开挖过程中应注意拱底、拱顶和拱腰位置处的应力变化。     

轴对称条件下圆形洞室支护结构体系的弹性解答误区

基于弹性力学基本理论,分别从两种途径推导出轴对称条件下圆形洞室支护结构体系中围岩与衬砌的应力及位移的解析表达式,分析了两种解析表达式的差异原因,给出了正确的解析表达式.     

市政隧道基坑支护体系及开挖方案优化研究

市政隧道深基坑开挖工程是市政建设的重要工程课题之一,开展深基坑支护结构的力学分析及优化设计研究具有重要的工程应用价值。依托南通啬园路隧道深基坑开挖工程,采用数值仿真技术对该市政隧道深基坑的变形规律进行研究。利用MIDAS GTS软件建立结构的三维有限元模型,模拟基坑开挖过程,获得支护结构位移和周围地层沉降位移等基坑变形数据以及钢支撑轴力特性,确认支护结构的安全性和稳定性。鉴于项目工期紧、施工工序复杂等施工难题,提出免去钢支撑斜撑并抬高第一道钢管支撑标高以加快工程进度的优化施工方案。通过对比有无斜撑的２种方案下支护结构的位移和应力,验证优化施工方案的有效性和可行性。根据数值分析,确定第一道钢管支撑的合理标高,所提出的优化施工方案可加快工期并降低工程造价,为同类深基坑开挖工程提供参考。     

隧道穿越岩体破碎带超前支护施工技术

九绵高速桂溪隧道区内裂隙带或破碎带(L2、L3及L4)发育,裂隙带或破碎带岩体稳定性非常差,成洞质量差,存在严重的安全隐患。通过采用超前锚杆+超前小导管+预注浆联合的支护技术,可很好地适应不同地质条件,实现对隧道围岩的提前加固,并形成一个稳定的围岩结构体系,促使隧道施工的各道工序都能高效、安全、有序地开展,可为类似工程施工提供一定的经验。     

太大公路徐家寨滑坡运动的数值模拟

介绍了颗粒离散元的分析原理,以太(原)—大(连)路堑滑坡为实例,构建了计算模型;各种属性不同的颗粒间划分出了节理。用此模型对该滑坡的运动过程进行了计算预测,对整体的变形、不同部位的位移和应力等运动特点进行了分析。结果表明,上部粉质黏土区系拉裂引起的下滑,下部碎石土区因挡墙损坏而产生滑动,拉应力变化不大;指出了在该滑坡存在2个滑动面,为治理工作提供了建议。     

太行山隧道进口浅埋围岩段开挖支护技术

主要介绍太行山隧道进口浅埋围岩段开挖与支护技术,新技术、新工艺、新机具、新材料“四新”技术在该围岩段的应用,以及通过监控量测对围岩开挖支护参数进行调整和修正,优化施工方案,指导施工。     

大南山隧道车行横洞的开挖对主洞的影响分析

通过数值模拟的方法,探讨大断面隧道,由于车行横洞的开挖引起的主洞隧道交叉口处围岩位移的变化。     

财神梁隧道台阶法开挖施工数值模拟研究

采用有限元数值分析方法,对财神梁隧道的Ⅳ级围岩段台阶法动态施工过程中围岩与支护衬砌结构的变形特征和受力状况等进行详细的数值模拟研究,研究结果可以指导施工实践。     

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。     

断层破碎带隧道施工过程的三维数值模拟

断层破碎带隧道围岩稳定性差,为了解超前小导管注浆加固围岩的效果,对隧道的开挖过程进行了三维有限元数值分析,数值计算结果和隧道拱顶下沉量测结果都证明了所选预加固措施的有效性,保证了断层破碎带隧道施工的安全。     

对浅埋黄土隧道开挖中围岩变形的数值模拟分析

针对西北地区某黄土隧道浅埋开挖现象,结合现场工程地质勘察和岩石力学试验,并运用有限单元法,使用MI-DAS/GTS数值模拟软件,对其进行了详细的分析和研究。通过研究,对该隧道围岩位移和应力变化规律做出了客观评价,为隧道下一步的施工方案、监测方案的制定提供决策依据,对实际施工有着重要的指导意义。     

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.     

Simulation study of foundations reinforced with horizontal-vertical inclusions using particle flow code

A two-dimensional discrete element code, particle flow code (PFC2D), is employed to investigate foundations reinforced with horizontal-vertical (H-V) inclusions. The initial states and loading processes of both unreinforced and H-V reinforced foundations are simulated by PFC 2D method. The interface between particles and reinforcements, and the reinforcement mechanism of the H-V reinforced foundations are studied through stress distribution graphs, displacement vector graphs and contact force graphs. The simulation results demonstrate that the vertical elements of the H-V reinforcement keep the particles from being displaced under the applied load. The H-V reinforcement can distribute the load uniformly over a wider area, thereby improving the bearing capacity of soil foundation.