基于隧道二次衬砌浇筑缺陷的结构受力分析

以某客专大断面隧道工程为依托,研究隧道衬砌施工时,由于种种原因,导致隧道二次衬砌的浇筑厚度不足而引发的隧道二次衬砌受力变形特征。采用MIDAS GTX进行二维数值分析,研究了二次衬砌不同部位缺陷以及缺陷程度对隧道二次衬砌变形特征的影响规律。研究结果表明：(1)隧道二次衬砌浇筑厚度不足时,会引发隧道衬砌位移、应力和塑性区快速变化,对衬砌的安全造成重大威胁;(2)不同部位的二次衬砌厚度不足时,引发的变化是不相同的,衬砌拱肩部位厚度不足带来的衬砌受力变化远远大于拱顶衬砌厚度不足带来的变化;(3)拱肩部位衬砌厚度稍有不足时,就会引起结构出现塑性区,使二次衬砌发生局部破坏。     

小净距公路隧道仰拱设置的研究

利用数值模拟,对不同围岩等级下的仰拱设置进行了研究,结果表明在小净距隧道边墙下部为整体性好的Ⅲ级围岩时,不设置仰拱对围岩的稳定性和初衬、二衬的受力影响并不大,因此可以取消仰拱的设置,简化设计与施工.     

公路隧道锚杆不同加固范围作用效果模拟分析

采用有限元软件ANSYS对四种不同锚杆加固范围进行数值模拟,通过不同加固范围对隧道各部位位移、地表沉降,锚杆轴力、轴应变及初期支护剪力、弯矩的影响进行对比分析,总结在其他因素完全相同的情况下不同加过范围所引起的上述各参数变化规律,给出了锚杆合理的加固范围,为了隧道设计和施工提供参考依据。     

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.     

混凝土结构缺陷的红外无损检测研究

针对目前无损检测方法的不足,提出混凝土结构缺陷的红外热成像无损检测技术,分析应用红外热像仪检测混凝土结构缺陷的原理及影响因素,并提出适用于混凝土结构缺陷的红外分析方法。     

黄土公路隧道预支护施工技术研究

针对目前黄土公路隧道设计与施工的现状以及存在的问题,结合在建古浪隧道实体工程,分析了小导管注浆超前支护施工技术的要点,利用ANSYS程序建立三维实体模型分析预支护技术对开挖围岩的稳定性影响及围岩和支护结构在施工过程中的受力变化情况.结果表明,超前支护可以提高围岩自稳自承的能力,减小围岩的收敛变形.     

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。     

跨活断层公路隧道损伤规律研究

【目的】断层错动对隧道的安全运营往往会产生重要影响,因此需要探究活断层走滑错动对隧道的损伤特性。【方法】本研究以某跨活断层公路隧道为背景,建立三维弹塑性有限元模型,分析不同断层错动量及不同隧道断层交角下二衬的损伤规律。【结果】研究结果表明：二衬的轴向应变随错动量的增大而增大,主要表现为随着穿越角度的减小,轴向应变逐渐由拉应变转为压应变,与断层角度走向一致;二衬的拉伸压缩损伤随错动量的增大而增大,拉伸损伤沿隧道环向发展,压缩损伤主要分布于隧道拱顶和仰拱处,随着穿越角度的减小,二衬的拉伸损伤的程度和范围减小,二衬的压缩损伤区域从拱顶和仰拱处向隧道两侧边墙处发展,并在最后完全贯通。【结论】本研究可为跨活断层隧道工程的建设提供一定的理论参考。     

采空区长期变形对桑掌隧道影响的数值模拟研究

【目的】桑掌隧道穿越阳泉二矿采空区上覆岩层,由于采空区长期变形的影响,隧道的安全运营受到威胁。为确保隧道的安全性,必须准确预测采空区长期变形对隧道的影响。【方法】采用数值模拟方法建立桑掌隧道及围岩的小尺度模型,通过施加位移场的方式,模拟采空区对该隧道及围岩的长期变形影响。【结果】结果表明,在采空区长期变形的作用下,围岩塑性区逐渐增大,隧道围岩的破坏主要集中在隧道两端洞口处,隧道洞口处的围岩处于欠稳定状态;隧道在采空区长期变形的影响下,围岩位移逐年增加,但整体增长速率逐年减少,位移最大值为257.79 mm。【结论】为确保桑掌隧道安全运营,应密切关注采空区长期变形对围岩和衬砌的影响,并采取措施确保隧道稳定,计算结果可为桑掌隧道施工和变形处置提供技术参考。     

隐伏溶土洞对地铁盾构隧道影响的技术研究

溶土洞的存在改变了隧道施工围岩支护系统的受力变形特征,不同空间分布的溶洞对隧道施工的力学行为影响不同。根据地质勘查资料可知,溶土洞位于基层的炭质石灰岩中,主要位于隧道底部,部分位于隧道之间。而本工程溶洞基本上与隧道底部相距较远,土洞与隧道底部相距较近。为此,本文就溶土洞的大小和距离隧道底部距离变化对盾构隧道受力、变形及围岩受力、变形特征的影响进行分析。     

城市地铁建设的基坑开挖对临近既有隧道的影响研究

运用ANSYS有限元软件,采用D-P弹塑性模型,通过改变隧道与基坑边线的距离,对地铁隧道的竖向和水平位移进行三维数值模拟,得出结果：基坑与隧道的距离越远,隧道各点的竖向位移越小;隧道的横向位移并不单调地随隧道与基坑距离的增大而减小,而是存在一个临界值使隧道的横向位移达到最大值,这个临界值约为基坑深度。     

新建隧道对既有隧道变形影响的模拟及实例研究

【目的】为了缓解地面交通拥挤的现状,地下交通设施的建设愈发频繁和密集,在工程中不可避免地面临在邻近的既有隧道附近开挖隧道的情况。新建隧道开挖会引起地应力场的改变,从而影响既有隧道围岩的受力状态,使之发生变形。【方法】为了研究岩质地层中新建隧道对既有隧道变形的影响,采用数值模拟的方法,模拟在既有隧道周围不同方位,不同距离开挖隧道。通过监测既有隧道的位移来反映其变形情况。【结果】研究结果表明：既有隧道的变形随着与新建隧道净距的增加逐渐减小,新建隧道与既有隧道位于同一埋深时,既有隧道的变形最小,新建隧道下穿既有隧道时,新建隧道对既有隧道的影响较大。【结论】本研究可以为类似工程施工和设计提供参考。     

浅埋隧道施工中围岩应力分析

以某隧道为背景,对浅埋偏压公路隧道在CRD法开挖条件下进行施工力学数值模拟和现场监测监控.分析开挖过程中围岩应力的变化情况,并将模拟结果与现场监测结果进行比较.结果表明:浅埋偏压隧道开挖后,围岩应力场并不对称,深埋侧的变化程度大于浅埋侧;在每一个开挖步骤前后,围岩应力变化较大;钢弦式传感器能够记录围岩应力释放的情况.     

盾构隧道近距斜交下穿既有地铁车站变形沉降数值模拟分析

【目的】盾构隧道下穿既有地铁车站施工过程对地层的扰动会对既有车站产生影响,为最大限度地降低施工风险,保证既有站的安全及正常运营,需要开展相关研究。【方法】利用MIDASGTS-NX有限元数值模拟软件,以郑州市某盾构隧道下穿既有地铁车站为背景,按照接收端地层加固、左线盾构施工、右线盾构施工的顺序,建立三维有限元模型。【结果】预测施工过程既有站主体结构的变形规律和内力变化,分析计算盾构隧道近距离斜交下穿施工过程对既有地铁车站的影响,将预测结果与实际施工监测数据进行对比,验证了该模型计算结果的准确性及可行性。【结论】研究成果为隧道近距离斜交下穿既有站施工引起的沉降变形提供理论依据,对于指导施工、保证施工安全具有借鉴意义。     

探地雷达在隧道衬砌质量检测中的应用

<正>由于隧道施工条件的特点,在衬砌背部与围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。     

区间隧道纵向分区烟气控制研究(1)——数值模拟分析

在地铁区间隧道中,列车头部和尾部发生火灾时采用纵向通风烟气控制模式可使疏散人群与烟气分离,但列车中部发生火灾时,下风向人员将不得不在烟气笼罩下撤离.采取集中风道排烟或增设服务隧道的烟控方式虽安全性较高,但土建投资也高.本文提出的隧道纵向分区烟气控制模式利用防烟隔板将隧道划分成行驶区和疏散通道2个防烟分区,列车发生火灾时可组织乘客就地疏散,采取适当通风方式既能保障人员安全疏散又能减少火灾对隧道和线路的危害.数值模拟结果表明通过向疏散通道正压送风能阻止烟气的侵入,利用烟气下沉前的时间经疏散门进入疏散通道内,再向两端车站及站外撤离,乘客疏散过程可在无烟的环境中进行;待乘客进入疏散通道后再启动行驶区一侧的排烟系统,可以避免长时间火灾高温对隧道结构和线路的损害,消防人员也可从行驶区的上风侧或以疏散通道为屏障尽量接近火场.     

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。     

隧道不同开挖进尺对围岩变形和应力变化的影响研究

本文采用数值模拟的方法,研究了隧道不同开挖进尺对围岩变形和应力变化的影响规律。结果发现,随着开挖进尺的增大,隧道的竖向位移和水平位移都不断变大,最大位移速率上升,围岩的位移变形量和位移速率越大,诱发围岩失稳的可能性越大。围岩应力随着隧道开挖进尺的增大而上升,隧道断面的最大剪应力越大,隧道发生破坏的可能性越大。     

新建基坑施工对既有地铁车站结构的影响

本文以郑州市轨道交通4号线龙湖岛站为研究对象,通过数值模拟和数据分析研究新建基坑施工对该地铁车站结构变形的影响,并针对基坑施工提出了一些针对性的技术措施,以期为类似工程提供参考。     

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。