大桥隧道锚碇三维粘弹塑性数值模拟

为了解某大桥隧道锚碇及围岩体在张拉荷载下的变形状态及时效特性,采用三维显式有限差分软件FLAC^3D对该大桥隧道锚碇系统进行三维粘弹塑性数值模拟。根据地质资料以及混凝土锚碇结构尺寸,建立隧道锚碇的三维计算模型,对岩体与锚碇之间的相互作用以及锚碇结构在长期荷载作用下的破坏模式进行研究,分析了由于施工开挖引起的锚碇和隧道围岩的位移及其应力变化。分析结果表明：当考虑岩体的流变力学特性后,在设计荷载作用下,锚碇和隧道围岩的变形均有所增加;与弹塑性计算结果比较,施加荷载后经流变分析得到的隧道顶拱和底板的切向应力有所降低,拉应力的量值及拉应力区的范围减小,塑性区体积进一步扩大。     

悬索桥隧道式锚碇施工技术

悬索桥锚碇是悬索桥的主要承载结构，隧道式锚碇与重力式锚碇相比，能大幅降低工程造价，但是施工难度较大，涉及技术问题较多。以丰都长江大桥为例介绍了隧道式锚碇的施工技术。     

绿汁江大桥非对称隧道式锚碇结构稳定性分析

绿汁江大桥为主跨780 m单塔单跨钢箱梁悬索桥,玉溪岸隧道锚处围岩条件较差且左、右幅锚地质条件存在差异,因此将左、右幅锚设计优化为非对称方案,将右幅锚前锚室与部分锚塞体底面改为弧形,右幅锚塞体长度增加5 m,锚碇中部截面突变处理。为研究优化后隧道锚及围岩的稳定性,采用简化力学模型和数值模拟软件FLAC3D分析优化后隧道锚拉拔稳定系数和围岩稳定系数,以及隧道施工对隧道锚和围岩的影响。结果表明：优化设计后,2种方法计算的隧道锚拉拔稳定系数均大于2.0,围岩稳定系数大于4.0,均满足规范要求;隧道施工对右幅锚各剖面计算点位移影响很小,右幅锚围岩未出现拉应力,围岩塑性区主要集中在边坡开挖的工作面和锚碇后锚室后方,隧道施工对隧道锚的安全影响很小。     

悬索桥隧道式复合锚碇承载特征分析

采用三维显式有限差分法(FLAC3D)对隧道式复合锚碇中岩锚、锚塞体单独作用下及整体共同作用下的承载特性进行了数值模拟试验,分析了受力体系在不同主缆拉力及不同岩锚预应力工况条件下,岩体的变形和应力响应特征。结果表明:岩锚及锚塞体单独作用下均能满足悬索桥的受力及稳定性要求,合理的岩锚初始预应力值有利于隧道式锚碇的受力分配及承力时机,岩锚和锚塞体的系统刚度匹配决定了隧道式复合锚碇的极限承载比例分配,分析结果对隧道式锚碇的设计提供了依据。     

太洪长江大桥隧道式锚碇设计

太洪长江大桥主桥为跨径808 m单跨简支钢箱梁悬索桥,南川岸采用隧道式锚碇,锚碇位于极软岩中,岩石天然饱和抗压强度为4.49 MPa,围岩级别为Ⅴ级,地质条件差。针对锚碇工程地形、地质条件,通过在主索鞍处向外旋转边跨主缆及隧道式锚碇轴线角度2°,解决了隧道式锚碇浅埋以及2个锚塞体间距过小的问题;进行多参数比选,隧道式锚碇前、后锚面尺寸(宽×高)分别取13 m×13 m、18 m×19 m,顶部为圆弧形,锚塞体最终长度为58 m,前、后锚室长度分别为35 m、3.8 m。依据规范计算得到隧道式锚碇锚塞体抗拔安全系数为4.3,通过岩土专项试验和数值模拟计算得到围岩稳定安全系数约为6.0,分别满足规范不应小于2.0和4.0的要求。施工时,采用围岩损伤控制和光面爆破相结合的开挖技术,以减少隧洞围岩损伤,锚塞体采用强格栅钢架防护形式,以加强锚塞体和围岩整体受力。     

基于CVISC模型的隧道式锚碇围岩的长期稳定性研究

基于室内岩体与混凝土接触面的长期抗剪强度试验及岩石单轴压缩流变试验,进行了隧道式锚碇围岩流变特性研究分析,得到相关的力学参数指标,并以此为基础,利用FLAC3D软件内嵌CVISC流变本构模型开展隧道式锚碇系统围岩的长期稳定性分析。结果显示:在设计主缆力作用(1P条件下)下的100年内,锚碇区围岩及锚塞体混凝土与围岩接触面的长期变形较小,锚碇区范围内的围岩塑性区呈现零星分布;在设计主缆力荷载值作用下围岩长期流变对隧道式锚碇的长期稳定性影响不大,隧道式锚碇系统的变形与安全性符合工程设计的要求。研究思路也为其他类似工程的研究提供了借鉴。     

基于模型试验的重力式锚碇极限承载性能研究

锚碇结构作为悬索桥荷载传递的终端,其承载能力和可靠性至关重要.重力式锚碇因其对周围环境的依赖性低,适应范围较广,常作为大跨度悬索桥锚碇的选型.因此,针对重力式锚碇承载性能的研究至关重要.以云南省某特大桥宣威岸重力锚工程为依托,根据《公路悬索桥设计规范》和《公路桥涵与基础设计规范》中关于重力式锚碇的评价指标,通过模型试验...     

清江某特大桥隧道锚承载特性数值模拟研究

以清江某特大桥左岸隧道锚为例,在工程地质分析的基础上建立三维地质概化模型,利用不同软件实现对复杂岩体和隧道锚结构的近似网格化离散划分。采用FLAC^3D软件进行不同工况模拟,获得隧道锚的变形特征和承载能力,明确该隧道锚的潜在破坏模式为锚碇连同锚碇上部受结构面切割的岩体,在主缆拉力作用下发生沿锚碇底部岩/混凝土胶结面的整体滑移。该文采用的研究思路及相关研究成果,一方面能够为清江某特大桥隧道锚工程实践提供技术支撑,同时还有助于构建系统的隧道锚分析研究方法和评价指标体系,对后续隧道锚工程建设具有较强借鉴意义。     

万州长江二桥隧道式锚碇与钻岩锚组合结构计算分析和设计

万州长江二桥主桥锚碇采用了隧道式锚碇与钻岩锚组合结构,设计计算采用了三维有限元分析计算和比较,并对钻岩锚及锚碇锚固系统进行了介绍。     

基于数值仿真的重力式锚碇承载机制研究

为了研究悬索桥重力式锚碇承载机制,并保障重力式锚碇承载安全.依托某大桥重力锚工程,在Flac3D软件平台,采用重力式锚碇三维数值加载试验,计算有无齿坎和是否回填等条件对于重力式锚碇承载性能、基底应力变化、位移发展以及塑性区发展的影响,分析齿坎和回填覆土在重力式锚碇承载过程中的作用,结果表明:平底不回填工况的极限承载力约...     

宜昌伍家岗长江大桥隧道锚设计与研究

宜昌伍家岗长江大桥为(290+1160+402)m双塔简支钢箱梁悬索桥,江北侧为国内千米级悬索桥首次在软岩上修建隧道锚。通过地质钻孔、室内试验、斜硐勘探、原位试验等多种方式研究确定合理的岩体力学参数进行隧道锚设计。隧道锚轴线长90 m,其中锚塞体段长45 m,倾斜角度为40°;前锚面尺寸为9.04 m×11.44 m,后锚面尺寸为16 m×20 m。通过室内模型试验和现场缩尺模型试验,结合数值模拟分析掌握隧道锚与围岩的破坏变形模式和流变特征,确定隧道锚的承载力为8P,保证了结构的安全稳定。     

隧道上部充水溶洞对围岩稳定性影响的数值模拟

基于隧道上方存在充水溶洞时容易对开挖造成很高的风险性,因此要预留一定的安全岩墙确保施工安全.通过数值模拟对比分析了隧道顶部正侧和上方侧向存在充水溶洞时对隧道开挖围岩稳定性的影响,计算结果表明:在自重应力作用下,隧道开挖后塑性区与充水溶洞塑性区贯通后易造成隧道涌水塌方;当隧道顶部和侧向存在充水溶洞时,如果洞径比小于1.0,建议安全岩墙的厚度应分别至少预留0.8倍隧道洞径和1.0倍隧道洞径;而洞径比大于1.0时,则安全岩墙厚度应分别至少大于1.0倍隧道洞径和1.2倍隧道洞径.     

隧道交通噪声数值模拟及调查研究

隧道交通噪声主要来源于轮胎与路面接触噪声,建立隧道内交通噪声数值模拟模型,通过有限元计算,分析了隧道不同位置交通噪声的变化规律.数值模拟结果表明,隧道内不同位置的交通噪声大小差别较大,随着距隧道洞口的距离增大,噪声水平增加,隧道中部比隧道进出口处噪声高约8～10 dB,比隧道外高16～18 dB,隧道洞体对隧道内交通噪声影响较大.通过现场测试隧道交通噪声,结果表明隧道内交通噪声数值模拟结果与实测结果较为吻合,说明所采用的数值模拟模型是可靠的.     

斜拉桥索塔锚固区前壁竖向拉-压杆模型

对斜拉桥箱形截面索塔塔壁预应力锚固体系,采用拉-压杆模型方法对拉索直接锚固的塔柱前壁进行研究.以力法为手段,依据拉-压杆模型的优化原理,确立了体内单锚的拉-压杆模型.以单锚拉-压杆模型为基础,初步构建前壁的拉-压杆模型.取z为拉杆(T3)与结点(1)间的竖向距离,采用力法建立以z为函数的拉杆内力的表达式,利用拓扑优化成...     

隧道洞口段开挖对相邻隧洞影响的数值分析

为研究麻武高速公路角儿尖隧道洞口段开挖对已支护相邻隧洞围岩稳定性的影响,依据角儿尖隧道地质情况,运用FLAC3D数值模拟软件进行模拟计算,并结合现场实测情况,对已支护相邻隧道围岩位移及应力演化规律进行了分析。结果表明:角儿尖隧道洞口段开挖对已支护相邻隧洞围岩变形影响较大,其影响比重在30%左右,实测约为15%;针对角儿尖隧道洞口段开挖过程,应尽量缩短进尺,并控制装药量,将相邻隧洞开挖对已支护隧道的影响降到最低。研究结果为洞口段支护措施优化提供了依据,供类似工程参考。     

悬索桥新型岩孔锚技术特点及其应用前景

介绍悬索桥新型岩孔锚构造与特点,并结合设计实例说明岩孔锚相对于传统重力式嵌岩锚、岩洞锚的优越性。     

软弱夹层条件下隧道爆破过程数值模拟

为研究岩体中软弱夹层对炸药爆炸能量传递过程的影响,运用ANSYS/LS-DYNA对含有不同厚度的软弱夹层岩体在爆破过程中应力波的传播及衰减规律进行数值模拟研究,分析比较了软弱夹层的存在与否以及夹层的不同厚度对确定位置的应力波的影响;并结合现场对含有软弱夹层岩体在爆破过程中出现的超欠挖现象进行了分析,指出隧道周边炮孔布置...     

小净距隧道稳定性影响因素的数值模拟

运用ANSYS数值模拟手段,对不同埋深、净距、围岩等级的小净距隧道进行三因素四水平的正交试验,通过对不同因素组合下隧道帮部、顶底板应力及位移的综合分析,结果表明:埋深对隧道围岩的应力影响最大;围岩等级对隧道顶底板的位移影响最大;埋深对远离中夹岩柱的帮部位移影响最大,而围岩等级对靠近中夹岩柱处的帮部位移影响最大.     

高铁连续梁桥龙卷风荷载数值模拟

为探明高铁连续梁桥龙卷风荷载特征,采用计算流体动力学手段,开展了高铁连续梁桥龙卷风荷载数值模拟研究.首先,以Ward型龙卷风发生装置为物理原型,按照原理相仿和等效替代的原则建立了相应的数值模型.然后,基于上述模型开展龙卷风场数值模拟,并与文献提供的风洞试验结果进行对比,验证了数值龙卷风场的准确性.在此基础上,以某大跨度...