芦岭Ⅲ4采区膨胀性软岩围岩巷道支护技术研究

【目的】以淮北煤矿芦岭Ⅲ4采区轨道上山巷道为工程背景，研究强膨胀性软岩对围岩巷道稳定性的影响并设计出合理的支护方案，保证巷道稳定性。【方法】采用SEM扫描电镜实验研究岩性微观成分，并利用FLAC^3D数值模拟软件对巷道围岩的变形及受力进行模拟，提出高预应力、高强度的锚杆锚索联合支护方案。【结果】研究表明，巷道岩性以蒙脱石、伊利石为主要成分，通过模拟可以发现，在未加支护的情况下，巷道会有较大的变形，而在支护方案下巷道围岩的变形明显缩小。【结论】通过对巷道围岩的分析，可以认为高预应力、高强度锚杆锚索联合支护方案能够有效控制巷道围岩的变形，为淮北矿区类似条件的矿井提供参考和借鉴。     

深埋地下洞室柱状节理围岩变形特征分析

【目的】金沙江白鹤滩水电站输水系统中的尾水调压室规模巨大，洞室埋深大，穹顶柱状节理玄武岩发育，地质条件复杂，为了降低围岩变形破坏的风险，保证工程安全，节约生产成本，需对深埋地下洞室柱状节理围岩变形特征进行分析。【方法】依托右岸深埋地下洞室8#尾水调压室，结合现场工程地质资料及施工过程，运用非连续介质力学的数值计算方法，得出无支护条件下穹顶在柱状节理岩体及完整岩体两种情况下围岩的应力应变分布，继而分析评价两种情况下围岩可能出现的变形特征。【结果】结果表明，柱状节理的发育使穹顶开挖面附近浅层围岩强度降低、应力集中区与开挖面的距离增大，围岩塑性区深度显著增大；受初始最大主应力方向及柱状节理各向异性影响，穹顶S侧翼围岩变形值及N/S两侧翼变形值的差异均有所增大，层间错动带C5在N侧法向应力有所减弱，在S侧的松弛变形有所增大。【结论】分析方法及结果符合地下工程设计施工的一般规律，为围岩稳定、设计方案和支护安全评价提供了有力支撑，具有可靠的工程指导价值。     

强震区高边坡稳定性及支护方案的数值模拟

【目的】了解地震作用对边坡稳定性的影响。【方法】研究选择尼泊尔某高速公路路堑边坡作为研究对象，针对强震地区地震荷载作用条件下，采用有限元方法，就高速公路路堑高边坡的稳定性和位移变化情况，进行了模拟计算。【结果】高边坡的稳定性随地震强度的增加而降低、高边坡的位移随地震强度的增加而变大。另外，还就削坡+锚杆支护或削坡+锚杆+土钉的边坡治理方案进行了对比，通过改变锚杆角度等工程设计要素进行数值模拟计算分析，提出了更加合理的边坡治理方案。【结论】对强震地区类似的高边坡稳定性研究具有一定的参考作用。     

深基坑开挖对邻近住宅楼的变形影响分析

【目的】深基坑工程中土体的开挖卸荷会导致土体位移变形，可能引起周围建筑物变形，因此有必要对深基坑开挖对邻近宅楼的变形影响进行分析。【方法】本研究以郑州某深基坑工程为例，在采取上部土钉墙、下部桩锚支护的联合支护方式下，使用FLAC3D对基坑的开挖过程进行数值模拟，探究不同工况下基坑开挖对周边土体和邻近建筑物的影响。【结果】研究发现：沉降量随着距基坑边缘距离的增加而减小，最终降低为零；沉降量和围护体的水平位移随着基坑开挖深度的增加而增大；邻近建筑物的沉降随着基坑开挖的加深而增大，随着距基坑边缘距离的增大而减小。【结论】本研究验证了该支护方式的可行性。     

武汉某地铁车站深基坑开挖支护变形数值模拟研究

【目的】以武汉市唐家墩地铁车站深基坑工程为例,综合考虑场地工程地质、水文地质条件,权衡经济、安全、施工难度、工期等因素的影响,最终采用连续墙加内支撑的方式对该深基坑进行开挖支护。【方法】结合ABAQUS数值模拟软件中的Mohr-Coulomb准则进行三维建模,模拟研究了基坑开挖过程,预测了基坑开挖影响范围内土体的水平位移、垂直位移及支护结构的变形,并与现场监测资料进行了比对。【结果】研究结果表明：开挖初期主动土压力主要由开挖面以下连续墙承担,随着开挖加深和支撑设置,主动土压力在后期主要由开挖面以上连续墙承担。围护结构最大水平位移为30.3 mm,坑外最大沉降量17.5 mm,坑内最大隆起量为19 mm,与现场实测数据一致,从而验证了设计方案的可行性。【结论】基坑开挖支护方式满足一级基坑变形控制要求。模拟结果表明支护设计方案是可行的。     

深中通道某异形钢箱梁横向分块施工受力分析

【目的】为论证施加压重荷载方案的可行性，以深中通道某工程为研究背景，研究各施工阶段下梁块线形和应力情况。【方法】采用Midas Civil板单元建立钢箱梁横向分块安装有限元模型，分析箱梁吊装到临时支撑、施加压重荷载两个施工阶段，钢箱梁纵缝处的位移及主要构件的应力情况。【结果】结果表明，D、E段钢箱梁分块吊装到临时支撑后，钢箱梁横向分块后箱梁接缝处存在位移差，位移差最大值分别为5.9 mm、8.9 mm，且都发生在跨中截面处；施加不同的压重荷载后，纵缝处的最大位移差绝对值减小85%、79%，且理论位移差皆不超过2 mm；顶板、底板、腹板的应力分布规律基本一致，且应力值均不超过80 MPa。【结论】横向分块施工方案安全合理，研究成果可为同类型桥梁横向分块施工提供参考。     

基于有限元模拟的溢洪道边坡稳定性分析

【目的】重庆市南川区鱼枧水库工程中溢洪道边坡所处位置地质条件复杂，开挖规模较大，加之不确定因素较复杂，导致该工程溢洪道边坡存在安全隐患问题。【方法】结合溢洪道左侧边坡的总体结构特征，研究选取两个典型剖面及相应的岩体力学参数，利用强度折减法对该边坡分别在不同工况和不同施工工序下进行稳定性分析。【结果】研究表明：该边坡在未开挖及开挖支护两种工况下均满足稳定性要求，而在开挖未支护时处于不稳定状态；边坡采用边开挖边支护的施工工序比先开挖后支护工序产生的整体位移缩减15%。【结结论论】本研究验证了边坡支护方式的合理性，具有一定的指导意义。     

分级框架锚杆支护边坡的稳定性分析

【目的】为探究云南勐绿高速公路某分级框架锚杆支护边坡的稳定性。【方法】采用FLAC3D建立三维数值模型,对边坡分别在未支护和支护工况下进行稳定性分析。选取支护边坡中部断面,对该断面中的锚杆（锚索）轴力进行监测,研究锚杆（锚索）轴力沿长分布的特性。【结果】结果表明：未支护边坡有极大可能沿潜在滑动面发生失稳破坏,分级框架锚杆支护结构能够有效抑制边坡整体位移,改善坡体内部塑性区分布,提高边坡的安全系数;锚杆锚固边坡内部根据锚杆发挥的不同作用分为主动区和被动区;锚索最大轴力处于自由段,锚固段内轴力分布并不均匀,呈递减趋势。【结论】研究表明框架锚杆组合结构对边坡具有良好的支护效果。     

基于ANSYS的泵房底板跳仓法温控仿真技术研究

【目的】合理制定泵房底板温控施工方案，避免混凝土施工最大拉应力破坏，提高泵房底板温控施工科学性。【方法】利用ANSYS有限元分析软件，通过“单元生死”技术实现对跳仓法混凝土温控施工的仿真模拟。【结果】对实例工程进行仿真分析，该温控方案满足温控防裂需求，混凝土各块浇筑的最大温度应力均出现在混凝土的上部边角处。【结论】利用ANSYS可实现对泵房底板跳仓法施工温控方案的仿真模拟，判断温控方案是否满足混凝土温控防裂要求。仿真还可确定温度应力最大区域，在混凝土施工过程中要注意对该部位的混凝土保温养护。     

基于FLAC3D的地铁盾构施工地表沉降分析

【目的】为了分析地铁开挖对地面沉降的影响。【方法】本研究以郑州市轨道交通7号线一期工程土建施工02工区黄河迎宾馆站至英才街站区间左线盾构区间为研究对象，建立了FLAC^3D计算模型，研究了模型隧道开挖后形成的位移曲线。【结果】得到隧道开挖掘进地表的沉降规律，与实际工况基本吻合。【结论】说明数值模拟对盾构施工前期研究具有一定的参考价值。     

石山口灌区隧洞工程设计方案比选与分析

针对石山口灌区南干六支渠隧洞改建工程的地质条件和线位布置,提出3种设计方案,从改建形式、设计方案、施工工期、工程造价和施工风险等方面进行综合比较,推荐采用超前支护暗挖隧洞方案,为同类灌溉隧洞工程的设计提供借鉴。     

首山矿锚杆支护参数优化效果研究

运用理论分析、数值模拟的方法,研究了首山矿11061回风巷道优化支护方案支护效果。现场应用表明:优化方案的锚杆参数显著改善了支护效果,巷道顶底板移近量64mm,两帮移近量66mm,为深部巷道锚杆支护参数优化提供了技术参考。     

基于FLAC3D原理模拟斜井支护效果研究

【目的】斜井介于平港和竖井之间,结构受力具有一定的复杂性,因此研究斜井硐室开挖和支护的有效性和可行性尤为重要,有必要对斜井支护效果展开研究。【方法】采用FLAC^3D对斜井围岩变形及支护技术方案的应力场、位移场和塑性区的分布变化情况进行数值模拟分析。【结果】在斜井开挖过程中,未支护工况下城门型斜井拱腰、拱顶、拱脚及底板等三处是开挖围岩最不稳定区域。支护后的围岩应力场、位移场和塑性区的分布减少了较多,其中,拱顶下沉位移量从57 mm降至5.3 mm;拱腰处水平位移量从26.7 mm降至15.7 mm;底板水平位移量从11.3 mm降至7.14 mm。【结论】在支护工况下的围岩应力场、位移场和塑性区的分布得到了较好改善,对斜井围岩的位移变形、塑性区范围起到了显著的控制作用。     

基坑开挖对邻近地铁结构影响的数值模拟研究

【目的】以南昌市某雨污水管道、箱涵工程为例,结合场地条件和施工区域工程地质情况及水文条件,探讨明挖法施工对邻近结构的影响。【方法】基于修正莫尔-库伦本构模型和室内试验参数标定,结合岩土隧道专用有限元软件Midas/GTS NX进行二维建模,模拟分析箱涵明挖施工过程,探讨基坑整体位移情况和邻近地铁结构变形位移。【结果】研究结果表明,江纺路雨污水管施工邻近隧道最大水平位移为2.11 mm,最大竖向位移为3.40 mm;民园路雨水箱涵施工邻近隧道最大水平位移为2.38 mm,最大竖向位移为8.76 mm;民园路雨水箱涵施工邻近车站最大水平位移为0.10 mm,最大竖向位移为0.34 mm。【结论】邻近结构位移变形均满足地铁车站和区间结构安全要求。数值模拟方法可为城市建设可行性研究提供新思路。     

基于有限差分法的某深基坑支护开挖过程模拟

本文基于有限差分法采用Flac3D软件对某深基坑预应力锚杆柔性支护法的开挖过程进行了数值模拟,介绍了该工程计算模型及其土层物理力学参数、预应力锚杆长度等参数的选取,阐述了锚杆预应力的具体施加方法及模拟施工过程的详细步骤,研究了基坑侧壁水平位移、基坑地表沉降、坑底隆起量、预应力锚杆内力等随基坑开挖深度变化的规律。结果表明预应力锚杆柔性支护法对控制基坑开挖变形有良好的效果,基坑的水平位移呈曲线分布,水平位移最大值发生在基坑顶面,随深度的增加而逐渐减小,基坑地表沉降的范围不大且数值很小。     

三软煤层回采巷道合理支护技术研究

本文通过理论分析,提出了回采巷道采用U型钢+锚杆(索)+金属网联合支护,运用数值模拟分析了该支护体系下围岩位移、应力及塑性区分布情况,并进行了现场验证。研究结果表明:该支护体系下巷道变形得到有效控制,保证了回采巷道的稳定性。     

三维条件下基坑开挖卸载对下方既有盾构隧道的影响分析

【目的】为加快补齐南昌市城镇污水收集和处理设施短板,尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理,对现有南昌市青山路溢流闸门井进行改造。【方法】通过勘测青山路顶管工程的相关工程地质条件,并基于莫尔-库伦本构模型,在有限元分析软件MIDAS/GTS NX中建立该基坑工程的三维实体单元模拟地层,数值分析模型的模型尺寸为80 m×80 m×30 m。【结果】计算结果表明,顶管施工期间引起的区间隧道结构最大竖向位移为0.33 mm、最大水平位移为0.25 mm。【结论】分析结果可知,顶管施工期间引起的区间隧道结构最大竖向和水平位移均满足地铁区间隧道结构安全要求,研究结果可为类似工程提供借鉴。     

渝昆高铁华山松隧道穿越凝灰岩段施工工法分析

【目的】凝灰岩地层容易遇水软化,自稳能力差,隧道穿越时极易发生溜塌、大变形等灾害,这就需要研究在破碎凝灰岩段隧道采用两台阶与三台阶工法下,围岩、支护结构受力及变形规律,为施工提供理论指导。【方法】以在建渝昆高铁华山松隧道为背景,通过数值模拟手段进行计算分析。【结果】研究结果表明：采用三台阶开挖时,变形情况较两台阶有一定程度的改善,其中整体最大沉降量降低14%,特征断面沉降量降低9%;在支护结构受力方面,三台阶法要比两台阶法稍有优势。隧道开挖后,为避免隧道两侧边墙部位出现压应力集中,施工中应注意观察边墙初支是否有开裂、鼓包等现象,必要时施作临时横撑,以保证施工安全。【结论】研究成果可为今后类似工程提供参考。     

深基坑中锚杆水平角对支护效果的敏感性分析

本文以北京望京城盈中心的基坑建设为背景,使用flac3D数值模拟软件,研究施工过程,基坑护坡桩顶部的水平位移及竖直沉降的时空效应规律。将计算值与现场实测结果进行对比,验证数值计算模型的合理性。以此模型为基础,分析锚索的水平角度,基坑支护效果的敏感性。研究结果表明,预应力锚杆的水平角对整个桩锚支护结构体系的支护效果敏感性较高,施工时需引起足够重视。     

基于深基坑复合土钉支护的弹塑性三维有限元分析

应用非线性有限元软件ADINA对复合土钉支护的变形性能进行分析.阐述了复合土钉支护有限元数值模拟的特点和作用机理,考虑了土体的弹塑性特性、土钉与土体、锚杆与土体的相互作用以及分步施工过程,并结合具体工程实例进行了数值模拟,结果表明:复合土钉在土钉墙复合土体中具有分担作用、应力传递与扩散作用、变形的约束作用.分析结果既为工程设计施工提供了可靠数据,也验证了ADINA软件在土工分析方面的优势.