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高速公路软岩隧道复合支护机理的FLAC解析 总被引:12,自引:0,他引:12
结合软弱围岩隧道工程地质和支护设计特点 ,应用有限差分方法 ( FLAC)模拟研究了软岩隧道受力变形特征和围岩收敛曲线 ,并分析了复合支护结构中一次支护和二次支护结构的作用机理及作用效果。研究结果表明 ,软岩隧道开挖和一次支护后围岩支护压力随拱顶位移增加而连续减小 ,预测的最大位移均发生在隧道拱顶。但是 ,在同样支护压力下 ,考虑软岩流变特征的收敛曲线的拱顶位移要大得多 ,必须及时设置二次支护。另外二次支护结构还将起到承受流变压力的作用 相似文献
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基于某新建高地应力软岩铁路隧道工程,运用MIDAS GTS与ANSYS有限元软件,对二台阶三部开挖法的应力与变形特点进行了分析。结果表明:初支与二衬施作的时间间隔、循环进尺的长度、上下台阶的距离的合理选择是保证高地应力软岩隧道安全施工的重要因素。高地应力软岩隧道的二衬不仅作为对初支的加强和安全储备,且承受软岩的流变压力,流变压力在二衬施做的初期增长迅速,后期变缓趋于平稳。二台阶三部开挖工法施工中,应注意右下台阶的开挖稳定、合理的循环进尺及台阶距离能够保证高地应力软岩隧道的施工安全。 相似文献
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理解隧道收敛机理对设计隧道必需要支护是至关重要的。为五约束法中考虑不同的时间效应,将不同因素与时间关解决它们的共同效应是可能的。因此,隧道的依时性变形问题能够作为一个粘弹性问题来建模。从基于一个标准步骤的弹性解能够得到对应的各种粘弹模型的解。本提出了一种分级方法来模拟流变岩体中隧道的开挖/建造过程,它考虑了:a.岩体的流变性质;b.隧道的掘进;c.隧道一支护的相互作用。讨论了提出模型中考虑的依时 相似文献
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针对隧道高地应力软弱围岩洞室施工开挖变形与围岩失稳以及衬护结构设计问题,阐述开展岩土流变学研究的必要性以及对软岩挤压型大变形非线性流变问题的研究内容和方法,介绍隧道围岩挤压型大变形的定义、变形特征,及国际上隧道围岩挤压大变形的判定。介绍隧道围岩挤压型大变形非线性流变理论、相应的专用设计软件研制及其工程应用,主要介绍有关的研究内容及其创新性方面; 以广义Komamura-Huang流变模型为基础,建立一种能较完整地反映围岩二维、三维大变形非线性流变全过程的Komamura-Huang“弹-线黏弹-非线性大变形黏塑性”流变模型,并在ABAQUS软件基础上进行专用软件的二次开发,将其应用于兰新铁路兰武客运专线乌鞘岭铁路隧道岭脊段围岩5#断层带中,后又应用于甘南木寨岭高速公路隧道和云南滇中红层引水隧洞2处软岩围岩挤压大变形隧道,采用大尺度让压锚杆/预应力长让压锚索进行了整治研究,并分别进行了二维和三维非线性大变形黏弹塑性数值模拟分析。指出有待进一步深化研讨的若干问题。总结针对软岩挤压型大变形沿用现行刚性支护方案的不合理性和失效教训。提出管控/约束隧道围岩大变形持续发展的让压支护锚固技术措施--一种新型大尺度让压锚杆/预应力让压锚索,介绍让压锚具的受力机制及构造,强调其10个关键性设计施工参数。以兰州木寨岭高速公路隧道围岩挤压型大变形非线性流变分析与采用让压锚杆进行工程整治的试验段情况为例,对该隧道围岩挤压大变形进行二维数值模拟,并对施作让压锚杆进行工程整治的主要有关设计参数进行分析计算。“边支边让、大尺度让压锚杆”方法已先后在几处工程中得到了成功实施,取得了应有的经济效益,其工程技术收益应更受业界关注。 相似文献
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针对交通隧道施工工艺,按受扰动围岩拱顶裂隙位移发生、扩展直至破坏的分析思路,研究隧道拱顶时空效应的稳定性问题。基于悬臂梁理论、用改进的Burgers流变断裂模型和能量释放率及COD值作为分析断裂的参量,从理论上推导出隧道后方最危险裂隙所处的范围、确定二次衬砌起始的位置和喷混支护时间等工程应用性问题。并结合实例,验证了所得结论的可靠性。 相似文献
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为解决盾构隧道沉降预测现有计算方法考虑因素单一、以短期预测为主等问题,提出在软土固结和流变共同作用下的隧道沉降简化计算方法,并通过实际工程案例进行验证。首先,利用Merchant流变模型和太沙基-伦杜立克二维固结理论构建固结-流变耦合模型,该模型将盾构隧道的长期沉降分为2部分: 超静孔隙水压力消散引起的主固结沉降和土体流变引起的次固结沉降;然后,考虑地表荷载、土层性质、结构自重以及列车荷载等因素对沉降计算的影响,求解出隧道长期沉降解析式;最后,选取新建盾构隧道3个典型断面,利用该解析方法对隧道的长期沉降进行预测,并对超静孔隙水压力消散时间、沉降速率及最终沉降量进行对比分析。结果表明: 1)运营初期,隧道周围土体超孔隙水压力的消散速度较快,尤其是在最初的2年内最为明显;随着时间的推移,各断面的消散速度逐渐趋于稳定。2)盾构隧道的长期沉降与下卧土层的性质有关;下卧土层厚度越大,性质越差,所产生的沉降量越大;断面1、2、3最终沉降预测值分别为146.8 mm、97.6
mm和46.1 mm。 相似文献
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依托宜巴高速公路峡口隧道工程,运用有限元软件ABAQUS,分析高地应力软岩公路隧道衬砌最佳支护时机。研究结果表明:按开挖空间效应分析,二次衬砌的支护时间为开挖后15天;按开挖时间效应分析,二次衬砌的支护时间为开挖后25天;综合考虑,应在开挖后15~25天支护。隧道拱顶下沉为33.3 cm,水平收敛为19.7 cm,预留变形量为35.0 cm。 相似文献
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隧道围岩粘弹塑性损伤有限元分析的统一模式 总被引:7,自引:0,他引:7
王芝银 《西安公路交通大学学报》1997,17(2):32-35,44
利用损伤力学理论,建立了隧道围岩粘弹塑性损伤力学模型,导出了考虑围岩损伤各向异性的流变有奶元分析统一计算公式,完成了能模拟隧道工程施工过程的计算机软件、可地对隧道工程长期稳定性的预测与预报。 相似文献
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基于三维有限元分析的隧道开挖效应研究 总被引:1,自引:0,他引:1
隧道的开挖引起围岩应力状态的变化,改变了隧道围岩的力学性能。在三维非线性有限元计算的基础上,研究分析了隧道开挖全过程中隧道围岩应力、位移变化规律以及开挖结束后隧道周边的应力、位移状态。研究结果表明:隧道的开挖是一个先加载后卸载的过程,隧道开挖卸荷效应在隧道拱底表现最为明显,拱顶次之;在隧道轴线方向上开挖对周边围岩的影响范围约为掌子面前后各1倍的隧道跨度,在隧道横断面方向上约为2倍的隧道跨度,对隧道截面中心岩体的影响范围在隧道轴线方向上约为掌子面到达该断面前1倍的隧道跨度。此外,文中还将计算结果与工程实际进行了定性的比较和分析。 相似文献
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红层泥岩隧道围岩变形规律 总被引:1,自引:1,他引:0
为了解红层泥岩公路隧道围岩变形规律,对在建项目静宁隧道围岩变形进行了连续监控量测。数据分析结果表明:施工过程中红层泥岩变形过程一般遵循缓慢变形期一基本稳定期规律,具流变特性而无脆性变化特征,为隧道安全施工提供了依据,也为相近地质条件的公路隧道设计和施工提供了借鉴。 相似文献
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隧道开挖引起的围岩应力状态变化,改变了隧道围岩的力学性能。在三维非线性有限元计算的基础上,研究分析了隧道开挖全过程中隧道围岩应力、位移变化规律以及开挖结束后隧道周边的应力、位移状态。研究结果表明:隧道的开挖是一个先加载后卸载的过程,隧道开挖卸荷效应在隧道拱底表现最为明显,拱顶次之;在隧道轴线方向上开挖对周边围岩的影响范围约掌子面前后各1倍的隧道跨度,在隧道横断面方向上约为2倍的隧道跨度,对隧道截面中心岩体的影响范围在隧道轴线方向上约为掌子面到达该断面前1倍的隧道跨度。此外,文中还将计算结果与工程实际进行了定性的比较和分析。 相似文献
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隧道工程作为一种特殊的工程结构体系,隧道一经在地层中开挖,地层中的原状力学便会被打破并进行调整,应力的释放与调整必将导致围岩的变形,而这个变形在时间与空间上都有着相对独立的特性。隧道的这种变形正好体现了隧道围岩及隧道支护的工作状态,新奥法隧道正是通过围岩及支护的变形观测来掌控结构本身的工作状态,以达到安全施工的目的。本文通过分析围岩变形的特点,结合某隧道量测剖面的实测数据,分别对围岩变形的空间效应和时间效应进行了分析,探讨了空间效应和时间效应相分离时隧道围岩及支护的变形特性,并就现场的变形情况进行了单独的分析。分析结果表明隧道围岩及支护的协同变形有单独的时间和空间效应,其变化有相应的规律,分析结果有利于施工监控量测时对数据的分析和判断,并有助于现场施工的安全性与科学性。 相似文献