隧道围岩与支护结构间的相互作用

结合某高速公路隧道施工,利用黏弹性理论,对隧道-初期支护与二次衬砌之间的相互作用进行了研究,并对载荷释放与围岩-支护结构受力进行了计算分析.首先,利用线性黏弹性理论,导出了圆形隧道施工中隧道-初期支护和二次衬砌中应力和位移解析表达式.然后,利用变形协调条件,导出了隧道-初期支护和二次衬砌间相互作用力和释放荷载分担系数.结果表明,若将流体模型模拟围岩,二次衬砌要承担所有围岩压力,若用固体模型模拟围岩,二次衬砌只要承担部分围岩压力.最后,将围岩视为Poyting-Thomson三参数固体,二次衬砌视为弹性体,对载荷释放与围岩-支护结构的变形与受力进行了计算分析,给出了不同荷载分担比下二次衬砌的变形与受力,为隧道施工与设计提供参考.     

三台顶隧道围岩动态监控量测数据分析

目前，新奥法在隧道设计和施工中已得到广泛应用，监控量测技术是现代隧道新奥法施工的重要组成部分，是监控围岩与结构稳定性的重要手段。采用新奥法进行隧道施工时，对于Ⅳ级以上围岩隧道，施工监控量测是必不可少的，它是确保初期支护安全，合理确定二次衬砌施作时间的关键工序，     

基于Asaoka法山岭公路隧道洞口浅埋段拱顶沉降预测分析

隧道进出洞口浅埋段由于埋置较浅且多为破碎岩体,施工对岩层的扰动较大易发生坍塌、冒顶事件,而及时地掌握隧道拱顶的最终沉降,确定最佳的支护时间能够有效的避免工程事故.Asaoka法能够利用较短期的观测资料得到较为可靠的最终沉降量推算值,被广泛用于路基沉降预测中,而隧道拱顶沉降预测中却很少涉及.为此,该文依托贵州某隧道进出口断面的拱顶沉降值,运用Asaoka法进行沉降预测分析.研究结果如下：在采用Asaoka法进行拱顶沉降预测时宜选用隧道开挖后10 d内的沉降数据进行预测分析,且拱顶沉降的间隔时间最好为1 d;对于波动较大的拱顶沉降不易采用Asaoka法进行预测,但可作为其他预测方法的参考.     

龙塘隧道出口段二次衬砌开裂原因探究

针对复杂地质条件隧道二衬结构在多因素作用下的开裂损伤,以龙塘隧道左洞二衬开裂为研究背景,通过分析左洞ZK58+795断面的变形监测数据并进行有限元数值模拟,结合理论与实测数据得到如下结论:隧道左洞围岩塑性圈厚度约2m,左洞二次衬砌所受的最大弯矩(1.159 73tonf·m)(1tonf=10kN)出现于拱顶位置,最大轴力(1 118.690tonf)出现于左侧拱腰.出洞口段地形和地质条件的不对称使得支护结构在偏压荷载作用下产生局部应力集中,致使衬砌实际应力超过允许强度,是隧道衬砌开裂的主因,而施工过程中混凝土捣实质量欠缺与后期保养不力也为开裂提供了生长条件,最终造成龙塘隧道左洞二衬混凝土受拉屈服破坏.     

基于虚拟支撑力逐步释放法的衬砌支护结构安全性分析

以羊八井1#隧道V级围岩段为例,以施加虚拟支撑力逐步释放法作为基本方法,利用ANSYS有限元分析软件对开挖支护后的隧道衬砌结构内力进行计算,研究衬砌结构的安全性。在实际施工中,应力随着开挖的进行首先释放一部分,施作初期支护以及二衬、二衬加强层后地应力继续释放,将初期支护的内力与规范值比较,并计算二衬、二衬加强层结构最不利截面的强度安全系数。结果表明:初期支护喷射混凝土性基本能满足设计要求,考虑到可能出现的各种偶然因素,在设计中,通过适当提高钢拱架型钢型号或减小钢拱架间距来提高其安全性;二衬最不利截面的强度安全系数大于规范值,满足安全性的规定;二衬加强层的安全系数远大于规范规定值,符合作为安全储备的要求。     

地表面交通荷载对浅埋隧道施工影响的研究

结合某实际工程,通过三维动力分析,研究隧道施工中拱顶与地表面的竖向位移和力学特性、支护结构的受力和安全可靠性,为交通荷载作用下浅埋隧道施工中的力学性状问题的进一步研究提供一定的理论依据和参考作用。     

不同地震动输入下山岭隧道洞口段抗震性能研究

为研究不同方向地震动输入下山岭隧道洞口段的抗震性能,通过建立有限元数值模型分析隧道洞口段的动力响应特征及二次衬砌的安全性能。结果表明:最大位移在Y向地震动输入时最大,Z向次之,X向最小,最大值出现在拱顶处,最大加速度和最大主应力在X向最大,Y向次之,Z向最小;在不同地震动输入下,隧道洞口处最大主应力变化幅度最大,说明隧道洞口段受地震影响较大,是抗震的薄弱环节;隧道洞口段各部位的轴力分布较均匀,整个隧道处于受拉状态,安全系数满足规范要求,但在拱顶和左、右拱脚处安全系数已接近限值,需要在隧道施工中采取一定的加固措施,以保证隧道的稳定性。     

基于ANSYS的严寒地区公路隧道二次衬砌纵向变形特性分析

严寒地区温度变化较大,隧道二次衬砌结构会发生较大的纵向变形,从而产生开裂。研究严寒地区二次衬砌纵向变形,可以对今后严寒地区公路隧道的变形设计研究和隧道的开裂养护工作提供一定的参考,具有实际的研究价值和意义。采用ANSYS数值模拟分析方法,对在严寒地区温度场中某隧道二次衬砌结构与防水材料之间接触时发生的变形特性进行了研究。研究结果表明:严寒地区隧道二次衬砌的纵向变形受温度的影响十分明显,温差越大,其变形和应力也越大,当温差为-44℃时,二次衬砌结构内产生的应力值为2.03 MPa,超过了限定的抗拉强度2.01 MPa,就会出现开裂。     

地层纵向特性对隧道衬砌结构应力与位移的影响分析

探讨地层纵向性态变化对隧道横截面应力、位移的影响,采用midas GTS有限元分析软件,结合兰州市九州隧道实际工程,选取不同性态的土体进行数值模拟,分析对比了3种不同土体下隧道拱顶的竖向有效应力及位移.结果表明,随着土体围岩级别的提高,容重的增大,内摩擦角的减小,隧道截面竖向有效应力有所增大,且拱趾处增量最大,增长速度也最快,有效应力的增量和增长速度沿拱圈向拱顶逐渐减小,拱趾处增量是拱顶处增量的20倍以上;围岩级别提高,竖向位移有所减小,其中拱顶处位移增长最快,增量也最大,位移的增量和增长速度从拱顶沿拱圈向拱趾逐渐减小,拱顶处位移增量是拱趾处增量的1.17~1.23倍,对实际工程提供了一定的参考和建议.     

探地雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

由于隧道施工条件的特点，在衬砌背部与同岩之间常会存在空洞，会导致围岩松弛，使支护结构产生弯曲应力，而损伤支护结构的功能，降低其承载能力，极大影响隧道的安全使用。目前，检查支护结构内部及背后的状态主要采用探地雷达。利用探地雷达能够检测衬砌的厚度（一衬、二衬）、背部的回填密实度（一衬二衬间空洞、一衬与围岩间空洞）等情况。     

均布荷载下小净距浅埋偏压隧道双侧壁导坑法工序优化分析

对具有断面跨度大、净距小、埋深浅、偏压、围岩稳定性差和下穿建筑等特点的隧道,如何减小和控制地表沉降成为施工中考虑的关键技术问题。基于双侧壁导坑法,建立FLAC3D有限差分三维数值模型,对8种开挖工序所产生的拱顶沉降、建筑所处地表位移、塑性区面积和类型进行对比分析。结果表明:左右侧导洞开挖对拱顶沉降影响较小,中间导洞上台阶开挖时,拱顶沉降最大,能占到总沉降的40%左右;优化后的工序要点为优先开挖深埋侧隧道,并优先开挖其浅埋侧导洞。研究结果可为该类隧道的设计与施工提供理论支撑。     

家竹箐隧道弹粘塑性有限元分析

采用弹粘塑性有限元分析方法模拟了家竹箐隧道施工全过程,确定了各施工阶段沿壁位移,围岩塑性区范围,支护和补砌的应力和内力,从而评估了既有隧道的结构安全度和达到稳定状态所需要的时间。     

方家湾衬砌黄土隧道围岩结构地震动稳定性分析

为了得到天平铁路段方家湾黄土隧道在地震作用下的安全系数,在现有文献基础上,借助有限元软件和强度折减法将时程分析应用于隧道结构的地震动稳定性分析,从而获得隧道结构的动力安全系数.通过数值算例,考虑隧道衬砌结构的弹塑性本构关系,利用动力有限元静力强度折减法对有衬砌黄土隧道进行地震动稳定性分析,结合天平铁路土建一标段方家湾隧道工程,对该黄土隧道进行动力稳定性分析,定量估计天平铁路部分黄土隧道地震动的安全储备情况.为以后黄土隧道围岩结构在地震作用下安全系数的计算及其工程应用提供了理论依据.     

大断面公路隧道扁平率及围岩状况受力分析

利用有限元软件MIDAS-GTS,建立地层结构模型,分析3种围岩、3种扁平率组合下的大断面扁平隧道受力情况,比较控制点的锚杆轴力、喷混轴力、喷混弯矩及衬砌的位移.研究表明:当三类围岩扁平率为0.588,四、五类围岩扁平率为0.625时,既能保证横断面受力最小,又能维持良好的稳定性,为最优断面.     

预应力混凝土连续曲线箱梁桥模型试验

曲线箱梁桥结构往往采用独柱单点支承方式.国内外有不少独柱单点支承曲线箱梁桥发生整体移位现象,或者发生支座脱空现象,更有甚者发生箱梁倾覆现象,单点支承体系和支座设置不当是其主要原因.通过比例缩尺为1∶5的三跨连续曲线箱梁桥的模型试验,探讨了该结构在预应力和使用荷载作用下的挠度、支座反力及径向位移.试验梁的计算跨度为6 m 9 m 6 m.中间支座为独柱单点支承,梁端为双支座支承,梁体曲线半径为120 m.试验梁细部尺寸根据几何相似原则及施工需要进行设计,采用支架现浇施工.试验为立交桥的安全设计提供理论依据,也为弯梁理论研究提供实践基础.     

西安地铁盾构施工引起地表沉降规律分析

结合黄土地区的特殊性对西安地铁施工引起的地表沉降影响因素进行了初步探讨,根据有关勘测资料,采用三维数值模拟软件FLAC3D对盾构推进过程进行了模拟,以西安地铁二号线工程为背景,对开挖引起的地表沉降规律进行了研究.分析了隧道纵向沉降分布规律、黄土特性对盾构法施工中地表沉降的影响、地表沉降与黄土层覆土厚度的关系以及黄土特性对盾构法施工中土体变形的影响,从而得出了黄土地区地表沉降的一般规律.     

兰州市某地铁车站深基坑开挖支护三维有限元分析

以兰州市地铁1号线一期工程五里铺车站深基坑工程为背景,采用非线性有限元软件Midas GTS对地铁车站深基坑开挖过程进行仿真模拟,研究施工过程中"钻孔灌注桩+内支撑"围护结构的内力及变形、周围土体的沉降规律及范围,桩后土体的水平位移等随基坑开挖深度的变化规律.通过施设不同位置钢支撑对基坑变形的影响和原方案进行对比分析,得出原方案在控制变形等方面有较好的效果,且桩体最大水平位移减小0.36mm.     

徐店子隧道洞口段地震动力响应研究

利用数值模拟技术并结合实际问题,研究了强震区双连拱及小净距隧道的地震动力响应规律.主要模拟了徐店子隧道洞口段在地震动力作用下衬砌结构的位移、内力的变化规律,分析了衬砌结构各部位位移和内力沿纵向的变化规律,并对双连拱和小净距隧道的地震响应规律进行了总结,为同类隧道洞口段抗减震设计提供了参考依据.