不同倾角断层对隧洞围岩稳定性影响北大核心

目前工程中隧洞受断层影响的案例越来越多,而断层与隧洞位置关系复杂,为了探讨断层位置对隧洞围岩稳定性的影响规律,本文以某圆形水工引水隧洞为工程背景,采用FLAC3D软件,用接触面单元模拟断层,探讨两种走向(平行断层和正交断层)下不同倾角断层对隧道围岩稳定性的影响。计算结果表明,在平行断层中,当断层倾角较小时,产生的塑性区较广,对洞顶围岩影响较大;当断层倾角较大时,对隧洞腰部围岩影响较大,会产生与无断层时相反的水平位移。在正交断层中,隧洞与断层相交段围岩稳定性较低;当断层倾角越小时,洞顶处与隧洞腰部处产生的位移越大,围岩稳定性越低;塑性区则随着断层倾角增大而增加,当断层倾角增大到一定值时,洞顶处与隧洞腰部处位移与无断层时位移相比,突变率较大,设计施工时应引起注意。     

锦屏二级水电站特大断面隧洞围岩稳定性研究

以超埋深、高地应力条件下的锦屏二级水电站隧洞施工为背景,对特大断面隧洞开挖围岩稳定性进行研究.依据围岩地质和断面形状与尺寸,结合隧道工程理论与方法,确定了监测断面并在各断面安装埋设了锚杆应力计、多点变位计和反射膜片,通过对TBM组装洞现场监测并对实测数据进行分析,得出了施工过程中围岩应力和位移及其变化规律.结果表明,围岩的应力和变形都在可以接受的范围内,处于稳定状态.说明施工方法、作业顺序和支护形式及其参数是合理的,能够保证在恶劣条件下开挖时围岩的稳定以及地下结构安全.     

隧道软硬围岩交接面倾角对震时结构安全的影响

本文研究了交接面倾角对于隧道软硬围岩交接带结构震时安全性的影响,建立了跨越不同交接面倾角隧道的三维模型,对比分析跨越不同交接面倾角的隧道边墙收敛、最大主应力、最大剪应力及内力的变化规律,提出了"减震层+结构加强"的抗减震措施,对提高强震区隧道软硬围岩交接带的震时结构安全性有着重要的意义.     

软弱围岩隧道CD法和台阶法施工力学行为分析

为分析软弱围岩隧道在不同开挖方法过程中稳定性以及拱顶沉降变化规律,以某隧道工程实例为背景,借助有限差分软件FLAC~(3D)数值模拟并和实际监测数据对比分析,研究软弱围岩隧道在CD法和台阶法两种不同开挖方法施工过程中围岩变形、应力变化和围岩塑性区分布规律。实际监测数据和模拟计算结果均表明,采用CD法开挖断面关键点位移和应力明显小于台阶法,随开挖步影响范围也比台阶法要小。总之CD法较台阶法能更好控制围岩变形和应力发展,塑性区分布范围也明显小于台阶法。     

不同工法组合穿越断层隧道围岩变形规律研究

为研究断层处围岩等级变化条件下,采用不同工法组合开挖对隧道产生的影响效应,以海沧海底隧道为例,通过数值模拟,分析4种工法组合下隧道围岩变形规律。结果表明：采用不同工法组合穿越断层,变形控制关键部位在不同等级围岩交界处,应针对性采取加固及监控量测措施;Ⅲ级围岩全断面开挖和台阶法开挖围岩变形差距较小;Ⅳ级围岩留核心土环形开挖法对隧道围岩所产生的影响相较于台阶法要小很多;受断层倾向影响,隧道最大沉降并非发生在中央拱顶,而是更靠近断层一侧的左右拱顶处;与实测数据进行对比分析,证明了模拟结果的可靠性。     

隧洞围岩及衬砌结构稳定性有限元分析

岩体的稳定性分析是工程地质和岩体力学非常重要的研究课题,而喷锚支护和衬砌对隧洞围岩稳定性起到重要的作用。通过有限元模拟了隧洞在施工过程和运行过程中围岩和衬砌结构变形规律,为围岩和结构稳定性分析提供依据。     

节理倾角及组数对铁路隧道围岩稳定性的影响

我国西南地区崇山峻岭、地质构造条件复杂多变,岩体内部节理、片理、层理发育。隧道穿越节理发育围岩时,极易引发围岩大变形、掌子面失稳坍塌、钢架变形扭曲、初支掉块和二次衬砌开裂等工程灾害。为了分析节理对隧道围岩稳定性的影响规律,依托玉磨铁路西双版纳隧道,利用ABAQUS建立计算分析模型,得到不同节理条件下围岩塑性破坏特征。(1)节理对称分布时,节理屈服、围岩塑性应变呈现出对称分布于拱部、两侧拱肩和仰拱两侧区域的特点。(2)节理倾角较陡时,岩体性质是影响主控因素;节理倾角较平缓时,围岩发生沿节理面的剪切滑移破坏,节理是围岩整体发生塑性破坏的主控因素;当节理倾角为60°或120°时,围岩的塑性应变最大,最大塑性应变为0.197。(3)当节理倾角为90°时,围岩及节理屈服区域主要沿着节理方向垂向分布,且影响范围深入地层中。(4)2组节理条件下造成围岩塑性破坏的主要原因是节理面的塑性屈服;当节理倾角组合为60°+90°时,围岩的塑性应变最大,最大塑性应变为0.521。     

地铁大跨度隧道垂直挑顶施工中的围岩力学分析

基于深圳地铁2号线新秀站—莲塘口岸站区间隧道工程,提出了一种适用于软弱围岩大跨度隧道垂直挑顶开挖的施工方法,并采用FLAC3D软件对该挑顶施工全过程进行模拟计算,对施工过程中的围岩进行了力学分析,以解决交叉段隧道挑顶开挖过程中围岩变形控制的难题。模拟计算结果表明：挑顶开挖主要影响了拱顶处的围岩应力重分布,斜井开挖使得正洞相邻拱腰处产生压应力集中,正洞开挖顺序造成斜井拱腰处应力分布不对称;落斜井坡道和正洞下台阶时斜井拱腰水平收敛发生突变,这对隧道拱腰应力分布产生了较大影响,应作为施工的重点关注区域;挑顶开挖使正洞和斜井拱顶的围岩塑性区贯通,在落斜井坡道和正洞下台阶时该塑性区进一步扩展,此区段施工时应加强支护,并减缓施工速度。     

水工隧洞软弱围岩不同部位变形处理技术措施

针对水工隧洞软弱围岩开挖支护变形情况,对前期变形、局部侵限、半拱侵限和全拱侵限的情况分别采取了处理措施,确保了永久衬砌的结构和施工的安全,达到了设计的要求。     

V级围岩-断层条件下修正地震系数法对铁路隧道适用范围研究

合理的抗震计算方法是隧道结构合理设计的基础.长期以来,隧道结构的抗震设计多采用地震系数法,但当隧道埋深较大时,此方法具有明显的缺陷.按照地震系数法计算时作用在隧道上的水平惯性力随埋深的增加而增加,与实际震害统计不完全相符.采用反应位移法及动力时程法对地震系数法的上覆地层高度进行修正,获取不同内净空最大跨度隧道结构上覆地...     

强震区跨导热断层隧道不同断层温度对结构安全性的影响

为提升强震区跨导热断层隧道的安全性,本文利用有限差分软件Flac3D对强震区跨导热断层不同断层温度对隧道结构安全性的影响进行了分析。结果表明：(1)断层温度为30℃时,隧道最大主应力最大值和最小主应力最大值分别为55.61 MPa与-55.29 MPa,拱顶处x、y、z方向的位移分别为57.30 mm、38.58 mm与88.34 mm;(2)随着断层温度逐级升高至110℃,最大、最小主应力受其影响分别增加了1.60%～9.39%与2.28%～10.54%,拱顶x、y、z方向的位移也随之增加,但增加幅度较不明显。研究结果可为强震区跨导热断层的工程设计提供参考。     

斜靠式拱桥拱肋倾角变化对稳定性能的影响

采用有限元软件MIDAS/Civil建立平顶山市城东河路湛河斜靠式拱桥的空间有限元计算模型,分7种设计方案探讨斜靠式拱桥主拱和稳定拱肋的倾角变化对桥梁稳定性能的影响.计算结果表明,斜靠式拱桥的稳定性能较好,各方案的稳定系数均大于7;主拱肋倾角的增大有利于提高斜靠式拱桥低阶稳定性能;稳定拱肋倾角的增大不利于提高斜靠式拱桥稳定性能,在进行斜靠式拱桥设计时稳定拱肋的倾角不宜太大.以8°-1O°为宜.     

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,...     

倾角对土砂互层地层围岩稳定性的影响探究

研究目的:全风化红砂岩和砂质黄土互层地层在我国有较广泛的分布,其敏感脆弱的工程地质特性严重影响隧道工程建设。本文以蒙华铁路阳城隧道为依托工程进行拓展性研究,采用室内试验、数值模拟、现场监测等多种方式深入探讨岩层倾角对土砂互层地层隧道围岩稳定性的影响。研究结论:(1)随着岩层倾角增大,拱顶及左、右拱腰位移呈现互异的变化规律,且具有不同的变形机理;对于拱顶而言,45°为破坏模式转换临界,位移取得最小值43. 7 mm;根据左、右拱腰变形差异性,分为非对称变形缓慢发展区、非对称变形快速发展区、非对称变形稳定区、非对称变形弱化区和非对称变形二次发展区五个阶段;(2)拱顶及左、右拱肩处支护结构在不同地层倾角下均有较大主应力,且波动幅度较大,左、右拱肩处应力差值的变化对隧道结构会产生不同程度的影响,当倾角为60°时,两处主应力差值取得最大值1. 01 MPa;(3)随着岩层倾角变化,张拉塑性区和剪切塑性区存在不同的分布规律,实际工程中应做好相应抑变措施;(4)本研究结论可为不同岩层倾角产状下的土砂互层地区的隧道设计和施工提供借鉴。     

考虑中主应力后对隧道围岩稳定性的影响

在分析中主应力对隧道围岩强度影响的基础上,采用FLAC3D有限差分元软件,建立考虑中主应力的岩体强度准则本构模型,并同摩尔库伦准则相比较,研究考虑中主应力后对隧道围岩稳定性的影响。结果表明:考虑中主应力后,计算得到的岩体强度较不考虑时显著增加,当中主应力大于等于岩体抗压强度时,围岩强度提高75%~200%;若围岩服从摩尔库伦准则,则在一定数值范围内,中主应力不影响隧道中围岩的应力分布,且对拱顶沉降及塑性区也几乎没有影响;若围岩服从考虑中主应力的岩体强度准则,则随着中主应力的逐渐增大,围岩强度逐渐增大,拱顶沉降、开挖扰动范围和塑性区半径均逐渐减小。因此,在隧道侧向应力较大时,采用考虑中主应力的岩体强度准则进行数值模拟,更能准确地反应围岩的稳定性。     

线路交叉对京沪高铁桥墩沉降影响数值分析

桥墩沉降是关系到京沪高铁线路和列车运行安全的重大技术问题。采用有限差分数值计算软件FLAC3D,对线路交叉工点的桥墩沉降,分部位、分工况进行计算分析,得到相关位移计算云图,并从中总结线路交叉对桥墩沉降的影响。     

围岩空洞对重载铁路隧道动力稳定性的影响

以浩吉铁路万荣隧道为研究对象,基于围岩拱部空洞的各类参数(长度、高度、分布范围),对隧道动力响应特性、隧道衬砌应力等进行研究。在分析列车动力荷载的施加机理与施加方法的基础上,建立车辆-轨道-隧道动力有限元模型,计算在列车荷载的作用下,不同的空洞参数对隧道位移、加速度、衬砌主应力等方面的影响。研究表明,空洞加剧了隧道各部位的振动响应,其中拱顶的动力响应变化最大,空洞高度从0增大到20 cm时,拱顶的位移峰值增大了近3倍,而仰拱部位位移最小;空洞也改变了衬砌混凝土的受力状态(由受压变为受拉),这对于混凝土材料极为不利;随着空洞范围的不断增大,动力荷载对拱顶的影响加剧,拱顶的加速度峰值由无空洞状态的1.62 m/s^-2增加到3.49 m/s^-2,此时结构已处于不稳定状态。     

基于强度折减理论的西南某库岸滑坡稳定性FLAC3D分析

利用基于强度折减的FLAC3D法对西南某滑坡的稳定性进行分析,模拟结果表明：天然状态下,滑坡整体处于稳定状态,但局部安全系数较低,处于基本稳定状态,需要进行加固处理;蓄水状态下,滑坡处于欠稳定状态,需要进行治理。     

基于强度折减理论的西南某库岸滑坡稳定性FLAC3D分析

利用基于强度折减的FLAC3D法对西南某滑坡的稳定性进行分析,模拟结果表明:天然状态下,滑坡整体处于稳定状态,但局部安全系数较低,处于基本稳定状态,需要进行加固处理;蓄水状态下,滑坡处于欠稳定状态,需要进行治理。