地下隧道问题的数值计算方法

讨论地下结构中无限域或半无限域问题的有限元、无限域单元及边界元耦合处理方法，通过对实际工程计算，有效地应用到多介质问题，非物质问题，复杂的非线性问题，以及模拟地下隧道分步开挖及施工过程等方面。     

公路隧道三维无限元计算模型

无限元法是目前数值方法中较为简便、实用的模拟无限域的方法。它是在有限元基础上发展起来的一种计算方法，易为人们所熟悉与掌握。介绍了8节点单向无限元、8～12节点单向无限元、8节点双向无限元计算模型的建立。     

贵阳花溪苗圃二号大型连拱隧道数值计算

使用Abaqus有限元软件对贵阳花溪苗圃二号隧道的施工方案进行施工模拟计算。通过使用一系列数值分析技术,例如应力释放等,在有限元中体现了新奥法的设计理念。并且从分析结果中揭示了部分连拱隧道的特点,通过与监测数据对比得到了一些有价值的结论。     

超大断面隧道设计计算方法研究

针对深圳市过境高速公路连接线工程分岔超大断面隧道关键节点,采用数值模拟的手段,分析了隧道的围岩开挖后应力应变关系,提出了荷载计算的新的方法.根据工程的地质,对隧道结构形式的设计方法、要点及设计中应注意的问题进行了探讨.计算表明,采用应变指标判断松散拱荷载的方法是较为可靠的计算大断面荷载的计算方法.隧道采用多导洞开挖施工工法是较为安全的,围岩变形也是可控的.该设计方法可为此类结构的设计提供参考和借鉴.     

弹性地基沉降数值分析的一种方法

采用局部平均离散法对土性参数三维随机场进行探讨,并对三维地基提出了随机有限元与无限元耦合模型,利用摄动随机有限元法对相关变量进行二阶摄动,导出了相应地基沉降的列式方程与岩土工程数值分析的期望与方差。基于摄动随机有限元-无限元模型,对地基沉降进行了数值计算和可靠度分析。实例计算表明,方法可行,精度较高。     

东门关隧道进口段施工动态数值模拟分析

根据东门关隧道开挖施工的特点，运用有限元分析方法，对其进口断面台阶法施工的过程进行了动态数值模拟分析，以指导隧道信息化施工。     

地下结构与周围介质相互作用的计算分析

提出了用有限元一无界元的方法计算地下结构——土耦合体系的应力和变形。为了模拟实际受力状态，在地下结构与土相接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元，它可以与土体的弹塑性模型相衔接，能合理地反映接触面及其邻近区域剪切破坏带中的变形性状。     

地下水对地下结构寿命的影响

地下水会严重影响地下结构使用寿命，本文论述了在瑞士工达４年的有关这方面的调查研究，并提出了建议方案。     

基于ANSYS的瞬变电磁法数值模拟

在隧道中进行瞬变电磁法探测时,二次感应场还受到掌子面后方围岩的影响,使得隧道全空间瞬变电磁场正、反演比大地半空间更困难。论文利用有限元分析软件ANSYS对在隧道中进行瞬变电磁超前地质预报时瞬变电磁场进行了数值模拟计算,并将计算结果与物理模拟结果进行比较,表明了利用该法在隧道中进行瞬变电磁超前地质预报正演计算的可行性。     

地下结构与周围介质相互作用的计算分析

提出了用有限元 - 无界元的方法计算地下结构--土耦合体系的应力和变形.为了模拟实际受力状态,在地下结构与土相接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元,它可以与土体的弹塑性模型相衔接,能合理地反映接触面及其邻近区域剪切破坏带中的变形性状.     

盾构隧道施工对地下管线影响的有限元分析

结合某工程,建立盾构隧道从地下管线下方推进过程中的三维有限元模型,模拟盾构掘进时对管线的影响。结果表明：盾构掘进面与地下管线的距离、管线与隧道的相对埋深以及管土相对刚度等参数对管线的位移及内力的变化起重要作用,分析结果所得出的一些规律与结论,可供类似工程借鉴并作为采取具体管线保护措施的参考。     

水闸坞式结构的计算及数值模拟

坞式结构整体工程安全性的结构分析通过常规计算手段已经较为成熟,但缺乏综合所有外界条件对其中特殊节点的详细影响分析。为此采用Sap2000系列软件对坞式结构进行整体三维计算和二维简化计算,并与常规计算手段进行对比验证,以便为日后通过有限元方法有效分析该结构做准备。     

非对称连拱隧道施工过程的三维数值模拟分析

为了研究非对称大跨度连拱隧道采用新奥法施工过程中其围岩和衬砌的力学性态变化,利用三维有限元方法,对某高速公路非对称连拱隧道新奥法施工全过程进行数值模拟研究,着重分析了围岩的变形和应力及衬砌的受力和变形,同时对中墙的偏压情况进行了讨论,不仅对研究对象的空间分布进行了分析,还讨论了它们随施工步增加而变化发展的情况。     

偏压浅埋连拱隧道施工过程的三维数值模拟

针对一座浅埋偏压条件下的双连拱隧道，分别按三导洞先墙后拱法和中导洞法对其施工过程进行了三维弹塑性有限元模拟分析。计算结果揭示了该条件下双连拱隧道衬砌结构的受力和变形以及围岩的塑性区分布都具有明显的非对称特性，衬砌内侧的拱部和内外侧仰拱承受了较大的拉应力而成为结构的薄弱环节，中隔墙因在不对称水平推力作用下发生偏转成为影响衬砌结构稳定的关键因素，并在此基础上对提高结构的稳定性提出了建议。     

抽水示踪法探测地下连续墙渗漏的试验及数值模拟研究

基坑围护结构的完整性是保证基坑安全开挖的关键，一旦发生渗漏将成为威胁基坑施工的重大隐患。针对地下连续墙渗漏提出抽水示踪探测法,为验证其在实际工程中的适用性，依托苏州市轨道交通8号线虎殿路站基坑工程开展研究。1）在地下连续墙两侧布设钻孔，进行地下水渗漏抽水示踪联合探测； 2）结合天然及抽水状态下的试验数据，对地下连续墙渗漏隐患位置进行研究； 3）建立二维有限元数值模型，对不同渗漏深度下的观测井流速进行模拟，并与实测结果进行对比验证。研究结果证明了抽水示踪法用于地下连续墙渗漏探测的可行性及有效性。     

公路隧道施工方法的仿真与比选

针对湖北鸦来公路沙子垭隧道在不同施工方法下围岩和隧道支护结构的力学问题,运用有限元的方法对双侧壁导洞开挖法和台阶开挖法进行了动态数值模拟,建立了在不同施工工序下围岩的应力场、位移场,并对这2种施工方法进行了比较,得出采用台阶法开挖的方案较优。     

城市宽箱梁桥的数值计算方法比较研究

分别运用有限元软件ANSYS及MIDAS／Civil对某座城市三跨预应力混凝土连续宽箱梁桥分别建立了有限元实体模型与梁格模型,对比研究了两种模型在同一荷载工况下受力特性的异同。分析结果表明：对于宽箱梁桥,空间实体模型比梁格模型具有更高的准确性。     

大型地下立交正交下穿段三维有限元数值分析

在大型互通式地下立交工程中,下穿隧道往往都处于整个地下立交工程的最低点,需要设置排水泵房,于是造成了在一定空间范围内的多洞室开挖。下穿隧道及排水泵房的修建不可避免地会对上覆小净距隧道产生影响,本文针对地下立交工程中隧道正交下穿段,以厦门东坪山地下立交工程为背景,采用三维有限元方法对新建下穿隧道的施工过程进行动态模拟,分析下穿段隧道动态开挖时,整个正交下穿段位移和变形的变化规律。计算结果表明：下穿隧道和排水泵房施工时整个下穿段将产生不均匀沉降、不均匀侧移和变形,需要对下穿段隧道和排水泵房所处的围岩进行加固,并在上覆隧道相应处设置防护钢拱架。