类矩形盾构隧道下穿引起既有隧道竖向位移计算方法研究

为探究类矩形盾构隧道施工对既有隧道造成的影响,得到既有隧道竖向变形规律,基于随机介质理论并结合累积概率曲线计算土体损失造成的土体竖向位移,再通过转动错台协同变形模型计算既有隧道竖向位移;针对新建类矩形盾构隧道下穿既有隧道,以土体损失作为造成既有隧道沉降的唯一因素开展室内模型试验,并对拱顶位移进行施工全过程测量,将实测值与理论计算结果进行对比验证。研究结果表明： 1）理论计算结果与实测值较为吻合,证明了理论计算方法的可靠性; 2）类矩形盾构隧道下穿既有隧道造成既有隧道沉降的规律与圆形隧道一致; 3）由于土体损失,新建隧道下穿会导致既有隧道发生沉降,在新旧隧道投影交汇处的既有隧道拱顶变形最大; 4）既有隧道拱顶沉降变形随着开挖面的掘进逐渐增大,且存在一个快速变形的阶段。     

Peck公式在软土地区类矩形盾构隧道施工中的应用

基于宁波地铁4号线类矩形盾构隧道区间段地表沉降实测数据,采用Peck公式并结合最小二乘法和回归分析方法,得到最大地表沉降实测值Smax实测、最大地表沉降拟合值Smax拟合、沉降槽宽度i、宽度系数K及地层损失率V1统计结果,并分析了宽度系数K、地层损失率V1以及修正系数α和β的分布规律,确定了建议值.     

类矩形盾尾受力性能数值模拟研究

类矩形隧道具有空间利用率高、双线一次成型等优点,但其受力性能不同于传统圆形隧道。盾尾是盾构壳体最薄弱的部分,有必要对类矩形盾尾的受力性能进行研究。本文以宁波轨道交通4号线工程为背景,建立类矩形盾尾的数值模型,分析、研究理想结构模型与考虑几何初始缺陷模型在多种工况下的受力性能,最后使用参数化方法,研究壳体厚度和覆土厚度对应力和变形分布的影响。结果表明： 盾尾设计具有足够的强度和刚度储备; 几何初始缺陷对盾尾变形的影响较大; 推进工况的摩擦力对应力和变形的影响很小,变向荷载主要增大了向外变形。     

浅埋隧道爆破施工中邻近框架结构的振动响应分析

为研究隧道爆破作用下邻近框架结构的振动响应机制,以某5层框架结构住宅楼为例,借助ANSYS/LS-DYNA建立基于隧道爆破-围岩-框架结构的三维耦合数值计算模型,分析隧道爆破施工中邻近框架结构的振动响应。研究结果表明： 数值模拟清晰地展示了隧道爆破作用下围岩和框架结构应力场、位移场的变化情况,给出了爆破振动波从围岩至框架结构的传播过程。通过对比实测测点与数值模拟中对应测点的振动速度时程曲线和频率分布,验证了数值模拟方法的可靠性。在隧道爆破作用下,邻近框架结构梁、柱以及外墙等构件的振动响应并不一致,随结构高度呈现出不同的变化规律。此外,应力集中现象主要发生在建筑物底层外墙、外墙与柱结合处、外墙与梁结合处以及外墙与楼板结合处等非承重部位,表明这些部位更易在隧道爆破过程中发生损伤开裂。     

地铁隧道小净距爆破施工对相邻隧道支护振动响应研究

依托杭州地铁5号线通火区间隧道工程,采用FLAC3D数值模拟方法,以先行隧道初期支护为监测对象,研究其爆破振动主要影响部位,探讨不同循环进尺下和不同隧道净距下的振速、位移振动响应规律;探讨城市地铁小净距隧道开挖的条件下采用钻爆法时引起的相邻隧道支护振动响应问题.     

软土地层大断面矩形隧道结构施工力学行为监测与分析

为确保软土地层大断面矩形下穿隧道施工时的安全,以昆明轨道交通3号线区间浅埋暗挖隧道为依托,采用中导洞法,将全断面分成6个导洞按照先中间后两侧、先上面后下面的顺序施工,并采用现场监测和理论分析的方法对隧道支护结构受力进行全过程监控与分析。监测分析结果表明:在矩形隧道顶部与侧面设置超长大管棚条件下,隧道初期支护内力变化较小,因受不同导洞开挖扰动影响,隧道结构底部出现受拉现象,导洞(2)(中下导洞)、导洞(4)(左下导洞)和导洞(5)(右上导洞)对整体结构安全起决定性作用,需要重点监控;最大围岩接触应力出现在导洞(4)(左下导洞)底部,隧道4个角的围岩应力明显大于其他部位,需要加强隧道底部基础注浆,以提高地基承载力;临时支护应力受不同导洞开挖影响出现明显的波动,很好地反映各导洞施工过程中围岩应力释放的特征。     

埋深和跨度对隧道结构稳定性影响的数值模拟研究

目前对深埋隧道和浅埋隧道的分界线划分不清，文中结合水下隧道的具体地质情况，对不同跨度和不同埋深的隧道施工过程进行数值模拟，讨论了不同埋深和跨度对隧道结构稳定性的影响，并提出在施工过程中，洞顶围岩不出现拉应力作为隧道深、浅埋的判断标准。     

高烈度地震区公路隧道抗震设防长度的三维数值模拟

以某高烈度地震区浅埋公路隧道洞口段为研究对象,采用有限元数值分析方法分析隧道洞口的抗震设防长度及其影响因素。结果表明,Ⅲ类围岩的深埋隧道洞口,在进洞约4倍隧道跨径后衬砌结构内力响应明显减小;在Ⅱ类围岩浅埋洞口段,整个浅埋段的衬砌结构内力响应均无减缓迹象;隧道洞口抗震设防长度的设置不仅与围岩类别有关,还与洞口段埋深有关,当洞口浅埋且地质状况较差时,抗震设防长度一般应覆盖整个浅埋段。     

地铁隧道TBM施工振动对周边环境影响的数值分析

以重庆轨道交通六号线一期工程为背景,采用数值模拟方法,分析TBM施工引起的围岩振动效应特征。模拟结果表明,对一般的民用和工商业建筑,TBM施工振动强度在安全允许范围之内,但对振动敏感的结构,施工振动超出安全允许范围,需要采取减震隔振措施。     

宁波滨海软土地铁盾构隧道地表沉降效应与数值模拟研究

从宁波地铁1号,2号线现场实测数据的peck、Sagaseta公式及其公式修正的角度出发,揭示了滨海软土地铁单线和双线隧道盾构法施工地表横向沉降槽的形状、最大沉降量及其影响范围,分析了地表测点纵向累计沉降量与盾构推进距离之间的关系。结果表明:以修正的peck和Sagaseta公式拟合曲线的相关系数和拟合精度均有提高。通过ANSYS软件模拟了宁波滨海软土地铁单线和双线隧道盾构法施工地表横向和纵向沉降规律,并与实测数据结果进行了对比分析,模拟值大于实测值,模拟结果偏于保守。     

公路隧道爆破振动数值模拟分析

以高速公路某隧道为例,建立爆破振动数值模拟模型并进行了分析,得到后行洞爆破对先行洞初期支护产生的一般影响规律,从而确定先行洞的初期支护参数,以保证隧道初期支护的质量和安全。为类似隧道工程的设计和施工提供参考。     

软土盾构近距离下穿地铁双圆隧道变形实测分析

为研究盾构下穿对地铁双圆隧道变形的影响,以上海地铁14号线盾构下穿地铁6号线双圆隧道为工程背景,对双圆隧道在前后2次盾构下穿过程中的变形进行实测分析。结果发现： 1）盾构穿越导致双圆隧道发生竖向隆起变形和双线差异变形产生的断面扭转变形,断面扭转变形引起的轨道变形难于控制; 2）双圆隧道竖向变形为隆起变形,其变形分布形态随切口位置变化而变化,穿越后交叉点附近呈现特有的“驼峰状”隆起分布; 3）2次穿越扰动与叠加效应显著,表现为隧道隆起变形时间延长,累计量增大,2次穿越引起的最大变形位置发生改变; 4）双圆隧道的扭转变形随切口位置呈波浪形动态变化,出现多个拐弯点,对其环缝受力与变形十分不利,第2次穿越时的扭转变形较第1次穿越有所减小; 5）双圆隧道断面最不利扭转出现时刻不同于隧道最大变形出现时刻,且扭转最不利位置与最大隆沉发生位置产生了错位; 6）盾尾注浆对双圆隧道变形的控制效果明显,但将导致双圆隧道的扭转变形增大。     

地铁隧道盾构下穿既有隧道的数值模拟

随着城市轨道交通的快速发展,新建隧道施工临近既有已运营隧道的情况越来越多。以某工程中新建盾构隧道下穿既有已运营隧道为背景,运用大型有限元软件ABAQUS对盾构下穿施工过程进行了模拟,分析了既有隧道的应力和位移以及不同地层损失、不同覆土厚度和隧道间距对既有隧道的影响。结果表明:新建隧道盾构下穿施工使既有隧道的应力分布发生变化,并使既有隧道产生向着新建隧道的位移,最大位移发生在新建隧道下穿位置;地层损失、覆土厚度、隧道间距对既有隧道沉降的影响较大,在设计、施工过程中应引起足够的重视。     

非直线型公路隧道火灾烟气迁移特性的数值模拟

针对以往的火灾试验和数值模拟研究大多是在直线型隧道中进行的这一特点,以一非直线型公路隧道为研究对象,在全尺寸试验的基础上,针对不同的火源位置和火灾应急通风方案,对于火源功率为30 MW火灾的烟气运动与控制规律进行了数值模拟.结果表明:不同应急通风方案的烟气控制性能有很大差异;纵向风速对烟气迁移具有显著的影响;纵向风速增...     

高程效应下软岩交叉隧道爆破衰减系数影响研究

采用传统的萨道夫斯基公式计算爆源在既有隧道上方或者下方时产生的误差都较大,所以需要考虑高程差的影响。由于衰减系数K,α只受孔径,孔深,装药结构以及岩体地形地质条件的影响,并不受爆源和既有隧道相对位置影响,可以通过工程现场监测数据在考虑高程差的情况下,拟合爆源在既有隧道上方时衰减系数的值。通过拟合的衰减系数来验证爆源在既有隧道下方时衰减系数的准确性。     

突变大断面地铁隧道施工的数值模拟

根据施工过程动态规划最优化原理,以地表沉降作为目标函数,建立地铁隧道突变大断面施工过程的数学模型,寻找最优施工方法。以北京地铁五号线突变大断面为例进行研究,结果表明,数值模拟计算的地表沉降在可控范围之内,对施工起到了超前预报和预测作用。研究结果为控制地表沉降及围岩变形采用有效的施工措施提供了可靠的依据。     

豫西黄土地区振动压路机的地面振动衰减

从理论上推导出振动压路机地面振动衰减关系的简化形式，列出振动机在洛阳－三门峡－灵宝高速公路施工中产生的地面振动的实验数据。根据实验数据，统计得出两种常用型号振动压路机在豫西黄土地区施工振 动的地面振动衰减关系，计算得出豫西黄土地区的地基土能量吸收系数。研究表明，振动压路机的激振力、振动频率和场地土质条件都是影响振动衰减的重要因素。这就为正确评价压路机在相同土质条件和工作状况下地面振动对附近建筑物的影响提供了科学依据。