爆破作用下既有隧道振动特性数值分析

基于ANSYS/LS-DYNA软件,分析上方开挖爆破振动作用下既有隧道的振动特性。为了使数值模拟能够真正反映实际情况,本文采用更精确的爆炸模拟方法:利用状态方程模拟爆炸过程中压力与体积的关系,并采用ALE方法模拟炸药与被爆破结构之间的关系。数值分析结果表明:隧道拱顶处质点竖向峰值振速为水平峰值振速的1.5倍;拱脚与直墙交接处质点竖向峰值振速为水平峰值振速的0.76倍;直墙底处质点竖向峰值振速为水平峰值振速的1.1倍;峰值振速均满足爆破安全规程要求,围岩应力小于屈服强度。已有试验结果及数值计算验证了本次数值模拟结果可信。     

盾构隧道联络横通道的振动台试验与数值模拟

联络横通道与隧道主体形成的空间交叉结构是隧道抗震的薄弱环节.为探讨联络横通道采用刚、柔两种连接形式时对盾构隧道地震响应的影响,以相似理论为基础,通过室内土工试验确定了振动台试验中地层和结构相似模型的材料参数及配比,分别建立了振动台试验结构模型和数值分析模型;将第1组试验得到的地层卓越频率15.0 Hz作为其余试验工况和数值计算中地震动频率的输入依据,通过试验和数值计算相结合分析的方法对主隧道与联络横通道的地震响应规律进行了研究.研究结果表明:结构与相同深度位置地层的加速度响应变化规律基本相同,离地面越近,地层加速度的放大效应越明显;联络横通道采用刚性连接时,其最大应变反应出现在结构的拱顶和两侧拱脚处,而采用柔性连接可较好的降低结构各处的应变反应,且输入地震峰值加速度越大其减弱效果越明显;主隧道横断面上,靠近联络横通道连接处的位置易受其影响而产生应力突变,采用刚性连接时,其受到的影响更大;振动台试验与数值结果规律基本一致,采用刚性连接时,联络横通道对主隧道纵向的影响范围约为3.0倍联络横通道宽度,而采用柔性连接时其影响范围则减小至1.5～2.0倍.     

车桥耦合振动分析的数值方法

车桥耕作振动问题是铁路公路桥梁中十分重要的研究课题,而目前所采用的数值算法所需的时间比较长,为了减少计算机时,本文在对高速铁路曲线梁车－桥耦合振动研究中,建立了一种基于激励非线性振动的数值计算方法,并完成了计算程序ＢＳＮＤＳ的编制,取得了较好的计算结果。并将其与其他模型进行比较,在保证精度的前提下,较大地节省了计算时间。     

车桥耦合振动分析的数值方法

车桥耦合振动问题是铁路和公路桥梁中十分重要的研究课题, 而目前所采用的数值算法所需的时间比较长, 为了减少计算机时, 本文在对高速铁路曲线梁车 桥耦合振动研究中, 建立了一种基于激励非线性振动的数值计算方法, 并完成了计算程序 Ｂ Ｓ Ｎ Ｄ Ｓ 的编制, 取得了较好的计算结果． 并将其与其他模型进行比较, 在保证精度的前提下, 较大地节省了计算时间     

数值分析在隧道支护中的应用

通过对某一隧道的施工形式及其所采用的支护方进行了数值分析,分析不同的支护参数对隧道周边应力和位移的影响,得出了有关塑性区分布与支护方式之间的关系,并对各类支护方式进行了比较与分析.     

杨家山黄土连拱隧道数值模拟分析及施工建议

以杨家山黄土连拱隧道为背景,采用Midas GTS数值软件,考虑隧道地形、地质条件、施工阶段、围岩荷载、注浆加固等因素,模拟了黄土连拱隧道施工开挖的全过程,对中导洞及主洞沉降位移等进行了分析,结果表明该类地形地质条件采用连拱方案建设风险较大,应选择小净距或分离式方案。     

毗邻隧道洞口遮阳棚光环境及二次污染数值模拟

隧道群中毗邻隧道的照明与单体隧道照明有着显著差异。为减少白天毗邻隧道洞口由光照强度差异引起的交通事故,在公路隧道洞口采用遮阳棚的减光措施,可起到良好的减光效果,满足驾驶员的视觉特性,但往往结构形式较封闭,上游隧道洞口污染物易窜流到下游隧道进口形成"二次污染"。以毗邻隧道为背景,构建了底部两侧镂空、上方封闭的遮阳棚模型,利用光模拟计算软件Daylight Visualizer分析了毗邻隧道洞口的亮度变化规律及遮阳棚的减光效果;以标准k-ε双方程的三维紊流模型及多组分扩散传输为物理计算模型,采用Ansys Fluent流体分析软件数值模拟了无遮阳棚和有遮阳棚两种情况下,毗邻隧道洞口污染物的扩散情况。结果表明:所构建的遮阳棚(透光率30%)能大大减少隧道内与隧道间路面照度的差值,与较封闭遮阳棚相比,能更好地改善隧道洞口污染物的扩散。     

隧道开挖三维有限元数值模拟分析

围岩及支护结构的位移、应力分布变化规律是隧道开挖是否安全的评价标准。针对隧道开挖计算的复杂性,采用有限元对其建立三维数值模拟。利用ANSYS对隧道开挖过程进行模拟,得到支护结构的位移、应力分布变化规律。数值计算结果表明,竖向最大位移发生在拱顶处,而支护最大压应力出现在拱腰。     

阳宗隧道试验段动态开挖过程的数值模拟研究

根据昆明—石林高速公路阳宗隧道S5型支护衬砌设计优化调整方案和XK38+926断面现场监控量测数据,进行位移反分析,得到计算所需的围岩弹性模量E和侧压力系数K_0;然后运用有限元方法,对其试验洞段上下台阶开挖动态施工过程进行仿真数值模拟研究,从而反馈调整和指导施工。     

高速列车进入隧道的气动作用数值模拟

为了寻求减小气动作用的方法,基于三维非稳态粘性流的雷诺平均Navier—Storkes方程及两方程紊流模型,采用包含移动网格技术的计算流体力学方法,对高速列车进入隧道的气动作用进行了动态数值模拟;计算了2种车型（ICE和新干线300系）、5种车速（200,250,300,350和400km／h）和5种隧道断面尺寸的列车-隧道流场,获得了隧道内压力和列车气动阻力的变化趋势,并分析了列车速度、阻塞比、车头形状和线路状况等因素的影响．研究表明,列车速度和阻塞比对气动作用的影响具有一定规律．     

隧道火灾疏散安全性的数值模拟分析

隧道发生火灾时,影响人员疏散的3大因素是高温、烟气的毒害性,以及烟气对可视距离的影响.文中对一段长200 m的隧道进行火灾数值模拟,获得了温度与烟气的时空变化规律.采用确定临界值,比较各个危险因素达到临界值的最短时间,辨识出隧道火灾疏散中的最大危险有害因素,指出隧道火灾疏散过程中的最重要工作是控制温度.     

超大断面扁平结构隧道开挖方法数值模拟及优化研究

超大断面扁平结构隧道的受力特性和围岩应力分布情况复杂,施工难度大、安全隐患多,寻找一种合适的开挖方法尤为重要。结合某超大断面扁平结构公路隧道工程实际,提出三种不同开挖方法(三台阶七步法、双侧壁导坑法和双侧壁结合台阶法),运用MIDAS/GTS软件对各开挖方法进行数值模拟,分别获得了三种方法开挖过程中隧道围岩位移和受力特点及其分布规律,并进行比对分析,优选结果表明,双侧壁结合台阶法是适合该超大断面扁平结构隧道的最优开挖方法,该方法在现场生产应用取得了良好效果,确保了隧道施工安全,可为类似工程施工提供参考。     

超大断面扁平结构隧道开挖方法数值模拟及优化研究

超大断面扁平结构隧道的受力特性和围岩应力分布情况复杂,施工难度大、安全隐患多,寻找一种合适的开挖方法尤为重要。结合某超大断面扁平结构公路隧道工程,提出3种不同开挖方法(三台阶七步法、双侧壁导坑法和双侧壁结合台阶法);运用MIDAS/GTS软件对各开挖方法进行了数值模拟,分别获得了3种方法开挖过程中隧道围岩位移、受力特点及其分布规律,并进行比对分析,最终优选出双侧壁结合台阶法是适合该超大断面扁平结构隧道的最优开挖方法。该方法在现场生产应用中取得了良好效果,确保了隧道施工安全,对类似工程施工具有借鉴和指导意义。     

隧道施工对邻近砌体结构影响的数值分析

隧道施工会引起周围土体移动。进而对邻近建筑物产生危害。建立隧道从砌体结构正下方和右下方穿越的三维有限元模型．分析地表在隧道开挖和既有砌体结构共同作用下的位移变化规律、砌体结构变形及损害程度。结果表明：砌体结构的自重会显著增大地表沉降值及其范围,其刚度会减小地表的差异沉降,门窗及拐角处由于应力集中发生较大剪应变,砌体的最大剪应变决定于相对位移。隧道从砌体右下方穿越引起的砌体损害程度较大。     

大跨地铁隧道施工对既有人行通道影响的数值模拟分析

通过对某地铁隧道下穿既有人行地下通道的数值模拟分析,讨论了大跨隧道分部开挖施工方法对通道结构的影响.计算表明,双侧壁导坑分部开挖方法能有效控制地下通道底部的沉降.     

高速公路隧道中地表沉降监测及有限元分析

介绍了某高速公路隧道工程场地表沉降监测情况,总结了地表沉降的规律。采用有限元软件进行数值模拟计算,数值计算和现场监测结果吻合良好,表明隧道施工基本符合设计要求。     

盾构隧道穿越河堤引发异常沉降原因分析及治理

依托长沙地铁2号线区间穿越龙王港河堤地表沉降过大的工程案例,分析了沉降发生的原因及相应采取的工程治理措施。为研究治理方案的实际效果,采用有限元软件Plaxis对地层加固前后区间隧道穿越施工工况进行模拟,对周边土体位移、地表沉降、盾构管片弯矩的数值进行对比分析。结果表明:通过注浆加固提高盾构隧道覆土范围土体工程力学性能后,可以有效减低整个地层的位移及盾构管片弯矩数值。监测数值表明,对河堤进行注浆加固可以有效地防止地表过大沉降。     

小净距上下交叉隧道爆破振动效应数值模拟

结合改建铁路六盘水至沾益段新建扒挪块隧道以17．5°交角跨越营业线贵昆铁路狮子口隧道的小净距控爆施工,通过对新建隧道施工时产生的爆破振动进行数值模拟与分析,研究爆破振动对既有隧道的影响,计算得到既有隧道质点振动速度以及混凝土衬砌的应力分布,参考实际爆破振动速度,反算得到爆破控制参数,确保了既有铁路的安全运营。     

隧道火灾数值模拟及人员疏散安全性研究

使用美国国家标准局（NIST）研发的FDS软件对隧道火灾进行数值模拟,动态地显示火灾发生的过程,并在模拟过程中计算出火灾的相关数据,通过对模拟实验数据的处理和分析,可为实施救援及人员疏散提供理论依据。