流固耦合作用下隧道开挖模拟研究

根据渗流力学、弹塑性力学以及多场耦合理论,构建隧道开挖流固耦合模型。以湖南省湘西州古丈县张吉怀铁路毛坪村隧道施工为例,选取典型断面,采用COMSOL 模拟耦合作用下隧道开挖引起的围岩渗流场及塑性区变化规律,并将拱顶沉降值与现场实际观测结果进行对比。结果表明:隧道开挖扰动原岩发生应力重分布,使拱腰和拱底附近塑性区范围发生显著变化;对比不考虑流固耦合作用和考虑流固耦合作用下的模拟结果可知,流固耦合作用下隧道拱腰和拱底处围岩的应力值相对较高,高出的应力值最大可达0． 2 MPa,且流固耦合作用下隧道围岩变形稳定后,拱顶沉降值可达55 mm。采取喷砼支护措施后,隧道拱腰和拱底处的应力集中区范围显著减小,隧道拱顶沉降值可降低至26 mm。由此可见,流固耦合作用增加了围岩的应力和位移,支护措施减小了拱腰和拱脚处应力集中区范围和拱顶沉降值。     

土坝坝体渗流稳定分析方法研究

土坝安全运行的关键是渗流稳定问题,也是近年来土坝研究中的主要问题。随着计算机的出现,数值计算方法在解决实际复杂问题中的地位显得越来越重要。     

湖北保康寺坪水利工程大坝填料的渗流计算研究

该大坝轴线长376米,最大坝高90．6米,工程规模大,针对工程特点,本文应用了三维非均质各向异性稳定饱和渗流有限元程序S3D,选择典型坝体断面,根据其边界条件及分区,作出了几个方案,进行了二维渗流计算分析,并对成果进行解释。     

基于BP神经网络的渗流场反演分析

在岩土工程中,数值分析结果的准确性很大程度上依赖于计算参数的准确性,很多计算失败均来源于参数的错误选择。相对于应力应变分析中的物理力学参数,渗流分析中的参数选取更为困难。文中通过对BP神经网络基本原理的分析,采用BP神经网络实现对岩体渗透参数的反分析,并对BP网络反演分析中相关参数选取的进行探讨。     

渗流作用下软硬互层砂岩边坡稳定性研究

文章利用Midas GTS有限元岩土分析软件,建立了软硬互层砂岩边坡模型,模拟开挖边坡内部土体的变化特征,并把渗流引入计算中,分析渗流作用下边坡的稳定性及影响因素。研究表明:互层边坡滑动特征为土体滑动,切割砂岩形成破坏;渗流对边坡影响显著,但是边坡稳定性对入渗边界和入渗水头压力不敏感;土层厚度对边坡稳定性影响显著。     

水下隧道开挖面三维渗流场解析及涌水量预测分析

开挖面前方地层水压力及渗水量值是水下隧道工程重要参数,也是开挖面支护力设计、超前堵水加固参数设计的重要指标. 针对以往二维渗流模型分析水下隧道开挖面前方三维渗流场的局限性问题,首先,建立考虑开挖面前方渗流等势面为空间曲面的水下隧道三维渗流解析模型;其次,推导以开挖面所在平面为分界线的全部未开挖区半地层空间的水头分布函数,得出开挖面渗水量及前方地层孔隙水压力计算公式;最后,分析超前加固厚度、土体与超前加固渗透系数相对值等因素对开挖面前方水压力及渗水量的影响. 分析结果表明:与以往考虑开挖面正前方为二维渗流场的理论模型相较,三维解析模型能更好地反映开挖面前方空间渗流形态,且涌水量与水压力计算结果误差在5%以内;当掌子面前方加固范围为2倍洞室直径,超前加固区与地层相对渗透系数取值50,为安全合理的超前堵水加固参数.      

玄武岩台地前缘环形路基高挡墙变形处治研究

玄武岩台地前缘是地质灾害较为发育的区域。 某玄武岩台地前缘一路基高挡墙, 受雨季墙后地下水水位快速上升的影响, 发生了较大的变形, 地下水成为挡墙变形破坏的主要因素之一。 本文通过详细的工程地质和水文地质勘察, 对挡墙下方地下水的来源以及挡墙的变形破坏机理进行了分析。 在此基础上, 综合考虑各方面因素, 提出了 “框格锚索+反压+排水” 的处治方案, 处治后的路基稳定性计算结果满足相关规范要求。 为解决复杂地层下弧形挡墙锚索设置易串孔及锚固段深度难保证的问题, 通过建立三维地质模型和设计模型, 确保锚索的入岩深度大于 9m、 锚索间距大于 3m。 竣工后该路基稳定性较好, 表明该处治方案的合理性和可靠性。     

堤防工程渗流控制措施分析

本文结合堤防工程特点,就堤防地基渗透性、不同地基的渗流特点进行了分析,并提出了渗流控制设计原则和措施选择。     

渗流应力温度耦合下裂隙围岩隧道涌水量的预测

基于系统理论研究及工程实践的分析应用，提出了渗流应力温度耦合环境下大埋深裂隙围岩隧道涌水量预测计算的确定性数学模型方法（ 水文地质数值模拟法） ，并通过一隧道工程实例进行了计算验证