公路隧道施工过程的数值模拟及ANSYS实现

正确模拟围岩的卸载过程是地下工程数值模拟的一个重要课题。文章论述了应用"施加虚拟支撑力逐步释放法"来模拟隧道施工过程中围岩应力释放的原理,并结合双连拱隧道施工数值模拟实例,得出采用ANSYS软件可以实现隧道和地下结构的施工数值模拟方法。     

高速公路隧道上跨铁路隧道三维数值模拟分析

以福建省内某新建高速公路隧道上跨既有铁路隧道为例,采用有限元软件MIDAS/GTS对新建公路隧道与既有铁路隧道交叉部位建立三维数值分析模型.考察洞周竖向变形、洞周围岩拉应力以及洞周塑性主应变随施工进程的变化规律,在此基础上提出施工建议,所得结论对确定拟建隧道路线可行性方案及其施工方案具有重要的指导意义.     

黄土岭隧道通风方案的数值模拟

在浙江台州104国道黄土岭隧道通风改建工程中,对于不同的通风方案,需要给出定性和定量的分析.文章选取非稳态不可压Navier-Stokes方程作为隧道通风的数学模型,对三种方案的通风状况作了数值模拟分析,为优化通风方案提供了依据.     

隧道通风设计与数值模拟

文章通过对纳良一乐业二级公路东风1号隧道进行通风计算,并通过数值模拟及成本分析,选定风机类型和风机数量,为同类型隧道通风计算提供参考。     

基于虚拟支撑力的隧道合理支护时机探讨分析

以连云港北固山隧道为工程背景,利用有限元分析软件,分析了隧道开挖后在不同荷载释放系数下施加支护的作用效果;同时,结合超前注浆加固机理,对施作超前支护与不施作超前支护两种工况在不同支护时机下施作初期支护的围岩及支护结构的力学特征进行了对比分析,并根据两种工况下支护时机对隧道开挖后围岩及支护结构力学特征的影响,初步确定了较理想的初期支护时机.     

地铁区间隧道施工对管线影响的数值模拟

地铁开挖对近邻管线的影响已成为地铁工程中的重点和难点.文章通过隧道支护结构-土体-地下管线耦合作用的三维有限元分析模型,对深圳地铁大剧院至科学馆区间并行小间距隧道施工对管线的影响进行了仿真分析,并结合有关管线安全性的评价标准对地下管线的安全性进行了预测,得出了对施工有一定指导意义的结论.     

隧道联络通道冻结法施工数值模拟与实测分析

隧道联络通道采用冻结法施工,有诸多优点,但也存在一定的风险性。文章对处在含盐土层和江底软粘土层中的联络通道冻结法施工进行了ANSYS有限元数值模拟,并与现场实测数据进行了对比分析,为冻土帷幕评估分析提供了参考依据,同时也验证了实测数据为数值模拟结果提供验证的可靠性,可对工程的安全施工起到有效的保障作用。     

双洞公路隧道洞口废气污染影响的数值模拟

以双洞单向公路隧道洞口段气流为对象,采用k-ε双方程紊流模型及组分传输方程组,借助流体计算软件,从不同自然风条件、洞外段设置挡风壁和两隧道洞口不同相对位置(横向间距5～50 m)三个角度,数值模拟了出口废气的扩散情况,并相应得出对另一隧道入口污染的影响程度.研究结果表明,邻近隧道入口受出口废气污染的影响程度随不利风向的自然风速的减小以及两隧道洞口间距的增大而减小;洞外段合理的尺寸与形状的挡壁能有效减少甚至消除出口污染物扩散对其入口的影响.从而推出结论:对于特定隧道,洞口处的常年自然风的风向和风速大小与隧道通风效果息息相关;对于特定地形和特定自然风,可以通过选择适当的洞口间距来改善隧道的通风效果;如两洞口间距很近,则于洞口外两洞间设置挡风壁可有效提高两隧道的运营与防灾通风效果、降低废气污染程度.     

钦州湾潮流特性数值模拟研究

文章基于MIKE21软件建立钦州湾地区水动力模型,并用实测水文数据进行验证,运用该模型对2021年洪水期与枯水期钦州湾潮流场进行模拟,分析不同时期的潮流特性。结果表明：钦州湾地区潮流为不规则全日潮,枯水期潮差大于洪水期潮差,潮差大小受地形影响较大;潮流涨落为往复流,涨潮历时大于落潮历时,落潮流速大于涨潮流速,最大流速出现在湾颈龙门水道处;外湾最大流速出现在西槽处,东槽次之,中槽的集流束能效果在枯水期有所显现,洪水期不明显;三墩港口对外湾潮流影响较大,由于离岸码头的修建,阻隔了东侧水体的流动,水体都由西侧进出外湾。     

大相岭泥巴山隧道岩爆防治数值模拟分析

大相岭泥巴山隧道为雅安—泸沽高速公路的控制性工程,由于隧道埋深大、地应力高、穿越的地层主要为硬脆性围岩,洞室开挖后岩爆时有发生.文章以该工程为背景,通过数值模拟分析了开挖中采用锚喷支护措施对减弱或防治岩爆的效果,并对不同锚杆长度和间距的防治效果进行了对比分析.结果表明:采用锚喷支护能够降低最大主应力、增大最小主应力、减少主应力差,可以有效降低岩爆的烈度;采用间距1m、长度3m的锚杆进行锚喷支护最经济有效.     

公路隧道开挖与支护数值模拟分析

文章以某公路隧道为工程背景,采用Midas/GTS有限元程序对其施工过程进行二维弹塑性数值模拟,分析得出施工阶段隧道围岩位移、应力的变化规律和开挖引起的塑性区,以及初期锚喷支护结构所产生的内力,为公路隧道设计和施工提供理论依据和指导。     

近距离公路隧道污染空气窜流数值模拟分析

文章以水涧山隧道为工程背景,利用FLUENT软件对不同进、排风速及不同间距的隧道左、右洞污染空气的扩散和窜流情况进行了数值模拟分析,并提出了错开隧道口出口、修筑中隔墙及修筑通风横洞等减少近距离隧道污染空气窜流的工程技术措施。     

雪峰山隧道施工中的水环境研究

文章根据雪峰山隧道施工区的地下水位及水质的监测数据,简要分析了隧道施工对地下水环境的影响,得出隧道施工导致了地下水位的下降以及施工排放的废水对地下水质造成了一定污染的结论。并在此基础上,提出了有效的防治措施。     

施工期仿真分析在船闸廊道工程中的运用

船闸廊道是混凝土裂缝易发部位,文章依托施桥三线船闸工程,采用大型有限元分析软件ANSYS对施工期廊道进行仿真分析,通过对施工期温度场、应力场的仿真计算和结构优化研究,探讨了廊道温度场、应力场分布规律及随时间的变化规律,为施工期廊道混凝土裂缝的控制提供理论依据。     

不良地质公路隧道施工围岩稳定性数值模拟分析

文章结合始祖山公路隧道工程,采用数值模拟方法对该隧道施工全过程进行分析,并结合现场监测数据对模拟结果进行比较。结果表明：数值模拟结果与现场监测数据相近,具有较高的可靠性,通过数值模拟可以有效的反映隧道开挖施工过程中围岩的变形情况以及可能出现的危险情况,对隧道的施工有一定的指导意义。     

ANP-FE与数值模拟结合在地铁隧道近接施工风险评估与管理中的应用

文章针对地铁隧道近接施工工程风险评估与管理问题,提出了将ANP-FE和数值模拟结合起来的一种全新风险管理理念和方法;在调查、研究和分析得到地铁隧道近接施工风险评价指标体系的基础上,将ANP与FE结合起来对风险进行评估,以解决风险影响因素之间相互依存和反馈的模糊性问题;然后以风险评价结果为依据,制定风险防范和控制措施;进一步对采取对策后的工程开展数值模拟,以此来检验措施的有效性和评价方法的科学性;最后,以广州地铁6号线某近接工程为研究对象,对该风险评估与管理方法的具体实施过程做了详细阐述.实践证明,该理论体系和方法能够有效地对地铁隧道近接施工工程的风险进行评估、控制和管理,提高风险评估过程的科学性.     

频繁爆破下隧道内振动传播的数值研究

为揭示频繁爆破下隧道内振动传播衰减规律,文章以蒙华铁路段家坪隧道为工程背景,利用LS-DY NA建立了三维隧道模型,模拟分析了多次爆破下隧道内近区和中远区的振动传播规律。结果表明,质点垂向峰值振速随距离和爆破次数的增大而减小,少数振速有增大的现象;近区振动衰减较快,中远区振动衰减比近区缓慢;中远区a值比近区至少小12.5%,但整体上二者的a值随爆破作用次数的增加呈缓慢上升趋势;系数K随爆破作用次数的增加而降低,近区K值降低速率普遍大于中远区,且近区K值比中远区至少大29.1%;频繁爆破下,中远区比近区较符合萨道夫斯基经验公式。     

热管在冻土路基中应用的数值模拟分析

文章通过对大气-热管-土体耦合传热模型进行分析简化,采用ANSYS有限元分析系统建立了热管路基三维传热模型,并以青藏铁路北麓河地区气候条件和地质条件为背景,对普通路基和热管路基进行了模拟计算与对比分析,得到了两种冻土路基不同时刻的路基温度场变化规律。