高地应力破碎围岩隧道支护结构稳定性分析

为掌握地高地应力破碎围岩隧道支护形式与参数及施工方法,以天平铁路关山隧道为工程实例,结合现场对支护结构的应力量测,运用FLAC3D有限差分软件,对隧道支护结构应力、位移进行数值模拟研究,跟踪研究了支护结构竖向应力、水平应力、竖向位移、锚杆轴力等随着掌子面推进的变化规律,并对现场实测的支护结构随时间变化规律进行研究。结果表明:在掌子面距离监测支护2B范围以内时,支护结构应力增长较大,超过2B范围后,应力增长较小,表明支护结构是稳定的;数值模拟和现场实测规律基本一致,但其大小不尽相同,这是由于数值模拟忽略了节理、地下水等影响因素。     

隧道围岩应力时序的神经网络预测模型

围岩应力是影响隧道稳定性的根本因素,掌握隧道围岩应力的变化发展趋势,是准确判断隧道稳定性的前提.针对隧道围岩应力变化难以准确预测的问题,作者在分析了隧道围岩应力变化规律和主要影响因素的基础上,采用BP神经网络建立了隧道围岩应力时序的神经网络预测模型.模型在綦万高速公路观音岩隧道施工中成功应用,结果表明采用神经网络预测隧道围岩应力时序是可行的,其使用简便,预测准确.     

秦岭Ⅱ线隧道围岩在不同温度下蠕变变形的有限元分析

基于秦岭隧道围岩在不同温度下蠕变特征的试验结果及现场实测初始地应力和物理力学参数,本文用弹－粘塑性有限元方法对秦岭Ⅱ线导洞围岩在不同温度下变形的时效性进行了模拟计算,一方面可预计围岩是否会发生蠕变失稳,另一方面计算结果可为围岩的支护设计提供科学依据。     

大跨径悬索桥隧道锚承载力分析

基于实测综合确定的岩体参数,用三维弹塑性有限元法对包括下部公路隧道施工、隧道锚开挖、浇注、预应力施加、挂缆等全部工序进行了模拟分析．围岩和锚体混凝土离散为8节点三维实体单元,隧道和锚碇的喷射混凝土及二次衬砌离散为4节点三维壳单元．用读入初始应力法建立复杂构形的初始应力场,围岩开挖应力的释放用场变量相关折减弹性模量法模拟,用单元的激活和移除模拟锚体灌注和岩体的开挖．结果表明,设计缆力时,围岩基本处于弹性状态;数值超载时,围岩承载力约为7倍设计缆力,可能的破坏模式是两锚体向外侧歪斜拔出;剪应力最大值均出现在距后锚面约10m处;对现有锚一隧问来源,锚体破坏对下部公路隧道也无显著影响,两结构施工过程和运营阶段均能满足设计承载要求．     

大跨径小净距隧道施工方法初探

结合分离式独立双洞隧道,最大开挖宽度为16.692m。双洞间净距最小5.8m的Ⅴ级围岩隧道施工方法进行初步探讨,特别对其开挖施工方法做了些初步探索,结合在工地与监理、设计和业主共同协商及所采用的施工方法做一简介,供今后施工中作为参考。     

高地应力破碎围岩隧道变形受力特征试验研究

高地应力破碎围岩地层在开挖隧道过程中极易发生大变形、钢架扭曲、局部垮塌等灾害。以天平铁路关山隧道为依托,通过监测两个试验段内的围岩压力、初期支护受力与变形、二次衬砌混凝土应力的分布特征,来探讨高地应力破碎围岩地层中不同断面形式和支护参数情况下隧道支护结构的变形与受力特征。结果表明:在以水平地应力为主的破碎围岩地层中,隧道开挖引起的变形以边墙水平收敛为主,拱顶沉降次之;高边墙小曲率断面形式的单线铁路隧道受力和变形均较大,而增大边墙曲率可有效抑制隧道开挖引起的变形,使支护结构受力更为均匀,受力状态明显改善。研究可为高地应力破碎围岩地层中隧道设计提供一定的参考。     

浅埋大跨连拱隧道结构稳定性有限元分析

通过数值模拟手段对野狐岭二号浅埋、大跨连拱隧道进行结构力学分析,系统地研究了施工方案中应力变化情况和各开挖阶段围岩的稳定性。研究表明:三导洞法设计方案在施工过程中的围岩变形相对较小,应力状态良好,能避免在浅埋、破碎、大跨的复杂地质条件下修建连拱隧道带来的围岩塌方、冒顶等事故的发生。相关结论对施工与设计具有一定的参考意义。     

高水头软弱围岩隧道二衬开裂状况的三维有限元分析

针对软弱围岩条件下的大跨度公路隧道,利用三维有限元数值仿真技术分析了在不同水头工况下隧道二衬的开裂状况.通过计算分析,对二衬的长期安全性进行了合理有效的评估,并得出了引起二衬开裂的临界水头高度及裂缝的发展规律.     

多溶洞超大断面隧道围岩应力解析

为探究多溶洞超大断面围岩稳定性,利用复变函数与积分变换,基于弹性理论的平衡微分方程和相容方程,推导出多溶洞超大断面隧道洞室任意点围岩应力分量的解析解,并利用有限元软件Midas GTS/NX验证解析解的正确性。结果表明:解析法与数值模拟的结果接近,验证了本文解析法的可行性与准确性;围岩应力受到洞室埋深、洞室尺寸、洞周荷载、溶洞与隧道间净距以及应力传递路径的综合影响;应力传递路径对超大断面隧道工程的影响较其他因素更大。     

高层建筑物下隧道围岩应力的分析

为进一步发展利用地下空间,解决城市发展中的种种问题与矛盾.在结合重庆市某开发建设项目,对高层建筑物的地基基础与地下隧道围岩的相互作用进行分析的基础上,通过数值模拟,得到了隧道围岩的应力分布曲线,发现了应力集中的作用范围,为以后的工程设计和工程施工提供参考依据.     

大跨浅埋软弱围岩隧道施工工艺

详细介绍了塘朗山隧道洞口浅埋、软弱围岩段采用中壁法开挖施工的技术要点,以期为同类工程提供了参考。     

大跨软岩隧道开挖围岩稳定性研究

采用ABAQUS软件,建立某大跨软弱围岩隧道的三维模型。结合监控测量数据,研究了隧道开挖扰动区域的时空分布特征。结果表明,拱顶下沉计算值与实测值随时间的变化规律基本一致,均在20d时趋于稳定。隧道开挖卸荷扰动影响范围在掌子面前方约1．2倍洞跨,掌子面后方拱顶沉降最终稳定时距掌子面距离约为1．5倍洞跨。     

浅埋软弱围岩大跨铁路车站隧道施工方法

主要介绍了浅埋软弱围岩大跨车站隧道的进洞方法及掘进施工方法。     

大跨度公路隧道围岩竖向压力分布特征探讨

结合龙头山大跨度隧道围岩压力监测,探讨了竖向压力与隧道埋深、围岩级别的关系;并采用深、浅埋隧道法、普氏系数法以及别尔巴乌麦尔法分别对不同的监测断面计算其围岩压力,对于高级别围岩Ⅳ、Ⅴ,普氏系数法计算结果和实测值较为吻合,而深、浅埋隧道法和别尔巴乌麦尔法计算结果比较一致,但是均大于实测值;对于Ⅱ、Ⅲ围岩,深、浅埋隧道法与实测值较为吻合,普氏系数法要小于实测值,而别尔巴乌麦尔法则大于实测值;从围岩压力与埋深的关系可以看出,深、浅埋隧道法、别尔巴乌麦尔法与实测值的变化趋势基本一致,但比实测值偏大,普氏系数法则比较接近于实测压力的平均值.根据不同的计算方法讨论了不同计算方法对大跨度隧道的适用性,为大跨度隧道围岩压力的设计计算提供有意义的参考.     

大跨度公路隧道动态施工围岩稳定性数值分析

结合龙头山隧道工程,利用有限元软件ADINA建立空间计算模型,用三维弹塑性有限单元法对隧道Ⅲ类围岩段施工过程围岩稳定性和安全性进行分析,分析施工过程中围岩的位移、应力、应变变化规律,得出了一些有益的结论,对大跨度隧道施工过程中的围岩稳定性和安全性评价有一定指导意义。     

岩溶隧道的围岩分级探讨

围岩分级是隧道建设的基础资料,对以铁路为主的隧道围岩分级历史作简要回顾。以大量的实践为基础,对勘察、设计、施工、运营各阶段的岩溶隧道问题进行了总结,对岩溶隧道的关键问题即岩溶围岩分级的可行性和必要性进行了分析,并探讨了今后的研究方向。     

岩石应变软化的有限元计算

本文讨论了岩石应力-应变关系曲线及其理想化假设,考虑到岩石应变软化特性.编制了柑应的望性有限元程序.经与理论值比较后表明该计算的可行性和正确性.     

断层破碎带隧道围岩稳定性的离散元模拟研究

断层破碎带是隧道施工中常见的不良地质体之一,容易导致隧道围岩失稳甚至塌方等问题。为了分析其对隧道围岩稳定性的影响规律,依托港珠澳大桥连接线南湾隧道,利用离散元软件PFC~(2D)建立二维分析模型。结果表明:断层破碎带作用下隧道围岩应力呈非对称性,当断层位于受拉一侧时,断层对隧道水平位移的影响更为明显;当断层穿越隧道轮廓面时,断层对隧道围岩竖直方向位移的影响比水平方向位移更加显著;对比断层比邻与穿越隧道两种情况,断层与隧道相交时的最大潜在松动破坏区是未相交时的2倍以上;现场监测结果表明,当断层与隧道边墙位置相交时,该断面的位移最大且相比其他断面位移值明显增大,约为其他断面相同位置位移的2.5倍,这与数值计算中断层破碎带对潜在松动破坏区的影响规律类似。     

隧道穿越岩堆体围岩剪切特性及分级

为解决隧道穿越岩堆体围岩分级不准确的问题,通过相似材料直剪试验分析岩堆体的直剪特性,将含水率和填充土含量两个因素带入熵权可拓物元法,并结合地质指标进行分级研究。结果表明岩堆体的抗剪强度随着含水率、填充土含量的增大,先增大后减小,最终趋于平稳,过高或过低的含水率和填充土都会“弱化”岩堆体的抗剪强度。根据岩堆体的特点,选取岩石单轴饱和抗压强度、节理裂隙密度、岩体完整性系数、含水率和填充土含量作为分级指标,结合熵权可拓物元法,将所选指标和熵权可拓物元法结合并在工程实例进行验证,分级结果比原方法准确性更好,证明研究提出的围岩分级方法是合理可行的。研究结果能够为岩堆体隧道的围岩分级提供指导,为施工设计和支护方式提供依据。     

基于LS-DYNA的大跨度弧形闸门船舶碰撞有限元分析

基于显式有限元方法,利用LS-DYNA计算平台,对大跨度弧形闸门的碰撞进行了仿真分析.分析了一大跨度弧形闸门受碰后的变形情况,得到了闸门的应力-时间曲线、应变-时间曲线、碰撞力-时间曲线以及能量曲线,为该弧形闸门的设计和制造提供了可靠的依据.