基于Flac3D的土钉支护应力分析

为了进一步探讨土钉支护的作用机理、受力特点,采用Flac3D模拟土钉支护基坑开挖与支护的施工过程,并对土钉、土体在开挖过程中的受力性能进行了模拟和分析.通过对土钉支护基坑模型的土体应力、应力路径和土钉内力分布等力学参数的分析,能更加全面地认识其在开挖阶段的工作性能,对其设计和施工提出了有益的建议.     

煤系地层隧道围岩变形规律与支护技术

为更好地研究煤系地层隧道开挖与支护问题,通过利用ADINA软件对大断面煤系地层隧道开挖与支护进行数值模拟的方法,建立了Mohr-Coulomb弹塑性本构二维平面模型,分析了煤系地层隧道大断面开挖和支护的过程;揭示了用于计算开挖过程中位移场、应力场及其分布规律。计算结果表明:煤系地层隧道施工采用台阶法开挖有利于隧道的应力释放和稳定;同时,在支护上采用一次支护、二次支护和衬砌。现场施工监测较好地反映了煤系地层这一软弱岩层的隧道开挖与支护参数,为类似条件的隧道施工提供了一定的理论和现场的指导。     

牛湖山大断面公路隧道稳定性数值分析

牛湖山隧道位于惠深高速公路，为双向六车道分离式隧道，设计拟定开挖方式为双侧壁导坑．为了验证设计的开挖方式是否合理可行，选取隧道右线洞口段一典型横断面，运用FLAC2D建立数值计算模型，分析了隧道开挖且支护后最终的围岩位移、应力以及初期支护内力，确定了双侧壁导坑是适合该类地质条件下大断面隧道的开挖施工方法，为以后类似的大跨度隧道的设计和施工提供了参考．     

立井破碎基岩段围岩强度及支护等级划分标准

立井过破碎基岩段施工过程中常常发生围岩的突然垮塌,造成人员伤亡事故.通过分析现有技术存在的问题,有必要提出一套操作性好、可定量的围岩强度及支护等级划分标准.综合考虑岩体基本质量指标、RQD值、岩石软化系数等因素,有针对性的对立井破碎基岩段进行了围岩强度等级再划分;通过不同围岩强度等级、不同开挖直径和不同深度的井筒破碎段围岩稳定性数值模拟,并提取其位移关键值,利用围岩失稳的位移判据,提出了一套针对立井破碎基岩段围岩支护等级划分标准;结合现有立井施工支护技术,形成以不同支护等级为依据的立井破碎基岩段围岩稳定控制技术.通过阳煤集团景福煤矿副立井过破碎基岩段的实际应用,验证了该技术的科学性、合理性、有效性.     

管棚注浆在浅埋松软地层中的预加固效果分析

管棚注浆法是浅埋地下工程通用的一种超前支护技术.为分析管棚注浆支护法在浅埋松软地层开挖中的支护效果,以某三孔框构式引水隧道洞口段浅埋松软地层为例,通过对管棚应变变化情况进行监测研究和对隧道施工过程中引起地表沉降进行现场监测,利用ADINA软件对不同支护条件下隧道开挖过程所产生地表沉降值进行数值模拟.以数值试验的定量分析作为理论基础,通过监测管棚形变和地表沉降数值变化,并对两者结果进行对比分析.结果表明,管棚注浆支护设计在浅埋松软地层开挖中应用效果显著,管棚注浆法能够在对隧道围岩进行超前预加固时形成一圈防护层,能分担部分隧道上覆岩层应力,从而较好地调节围岩应力重分布,同时又能有效地抑制围岩的变形.     

软土深基坑开挖过程的三维模拟

采用FLAC3D软件开展深基坑双排桩+锚索支护及开挖全过程数值模拟研究,给出开挖过程中和开挖结束后的应力和位移分布,监测变形状态,剖析开挖过程对基坑土体的影响,验证设计方案的可行性,及时调整现场施工的支护参数和支护措施.研究方法和结论对类似软土地区基坑工程的设计和分析有较大借鉴意义,监测点位移分析结果可为进一步开展反分析和二维分析提供依据.     

连霍高速杏花村1号大跨扁平超大断面隧道开挖方案研究

为研究大跨扁平超大断面隧道围岩和支护结构受力变形影响,以连霍高速杏花村1号隧道为工程背景,采用有限元软件FLAC3D对V级围岩进行数值模拟,对双侧壁导坑法和三台阶四部开挖法在隧道开挖时的位移、塑性区、初期支护应力的影响规律进行了研究,提出适用于大跨扁平超大断面隧道不同地质条件下安全经济的开挖方法。对比分析结果表明：隧道开挖时,采用三台阶四部开挖法的隧道拱顶位移、临时支护结构的应力、隧道岩体周边位移较采用双侧壁导坑法大。双侧壁导坑法安全性更高,对围岩位移的控制效果更好,为今后此类工程的施工提供经验和理论指导。     

高地应力区特大跨度尾水洞岔洞施工技术

目前全国水电建设正是黄金时段,以后地下水电站开发将如雨后春笋般增加,会出现更多的高应力大跨度地下洞室。高地应力条件下大跨度地下洞室开挖支护是目前水电开发中亟待解决的重大课题,本文参照官地水电站2#尾水洞岔洞开挖支护施工成果,对高地应力区特大跨度岔洞开挖支护施工技术进行整理分析,为今后这一类工程的设计与施工提供代表性的工程实例与参考资料。     

超大断面浅埋隧道施工方法的数值模拟

以西成铁路客运专线得利隧道为工程背景,为合理选择超大断面隧道施工方案,使用ANSYS软件对该隧道B型断面进行了二维分步开挖模拟,分析了不同施工方法下隧道围岩及衬砌的应力和变形情况。根据西成铁路客运专线得利隧道的工程地质条件,分别探讨了台阶法施工和双侧壁导坑法施工工况下隧道衬砌的受力和变形情况。分析表明双侧壁导坑法施工引起的地层沉降小于台阶法施工引起的地层沉降,因而双侧壁导坑法施工的安全性高于台阶法施工。其中台阶法开挖的关键是上部开挖,双侧壁导坑法开挖的关键是核心土上部开挖。在隧道具体施工过程中,必须对这些重点部位加强监控量测,及时支护,确保隧道安全施工。     

马鞍山长江公路大桥南塔承台基坑支护仿真分析

为保证马鞍山大桥左汊主桥南塔承台基坑的安全,对8种基坑支护方案进行了分析,经过综合比选,最终设计和施工时选用了锁口钢管桩支护方案.借助大型空间有限元程序MIDAS,对南塔承台基坑开挖及支护进行了仿真分析,计算了钢管桩嵌入深度和主动土压力分布,模拟了4个施工工况,分析了各工况下支护结构的应力和变形结果.数值仿真分析表明,...     

立井混合作业施工段高的稳定性分析

本文利用有限元法,对立井混合作业施工段高进行了稳定性分析,找出了围岩体的应力分布规律,从而确定了不同井深,不同岩层条件下的施工段高的大小。文章最后建议加大现行段高的尺寸,以提高成井速度.     

斜井帷幕强度计算方法的探讨

本文采用光弹性实验对斜井帷幕进行了应力分析.获得了主要设计参数——流砂层水头高度,帷幕上部填土深度和帷幕厚度——对斜井帷幕强度的影响及其应力变化规律.并推荐一个应力计算的简便公式,可供斜井帷幕(包括类似工程)强度设计时参考.     

负摩擦力作用下立井井壁应力的计算

文章给出了在负摩擦力作用下立井井壁应力的解析解，其结果可以作为立井井壁设计的依据。     

地面基础荷载作用下井壁侧压力计算

本文采用Ｗｅｂｅｒ积分变换方法分析了在井塔或其它建筑物作用下井筒围岩的应力分布，相应地获得了井壁侧压力的计算公式；最后，给出了两个算例。     

盾构出洞冻结法加固土体的稳定性分析

运用三维有限差分软件FLAC3D对上海轨道交通某区间隧道盾构出洞冻结法施工过程进行了模拟,对盾构出洞过程中施工稳定性进行评价。施工竖井为地下四层结构,围护结构采用地下连续墙。数值模拟冻结壁水平应力、最大主应力、沿隧道开挖方向位移的变化,将模拟得到的应力与冻结壁强度设计值进行对比,并对隧道轴线方向地表沉降位移进行预测,同时采用安全系数法对施工的安全性进行了评价。安全系数满足设计要求,进一步说明了冻结法在软土地区地下工程施工中的优越性。     

黑龙江某钼矿大断面深井井筒支护厚度优化

黑龙江某钼矿混合井断面直径为6 m,井深1 240 m,原设计除井颈部分外全部采用500 mm混凝土等厚度支护。本论文采用经验法对井筒支护厚度进行初步设计,然后用MIDAS/GTS专用岩土大型商业软件对井筒进行数值建模,通过数值模拟法分析比较不同支护厚度情况下的井筒围岩和支护体的应力、应变情况,从而确定经济合理的支护厚度。通过优化,井筒支护厚度从500 mm调整为400 mm,减少了混凝土材料用量,显著缩短了井筒施工周期,对极寒地区大断面深井支护有重要的指导意义。     

特厚冲积层冻结井壁受力机理与设计优化

为解决特厚冲积层冻结井筒的支护难题,对井壁受力机理和设计优化方法进行了探讨.井壁实际受力状态分析表明:特厚冲积层冻结井筒,外层井壁的内缘混凝土处于"拉-压"二向应力状态,其中环向处于压应力状态,竖向则处于拉应力状态;而内层井壁的内缘钢筋混凝土处于"压-压"二向应力状态,其中环向压应力是由静水压力或层间压力引起的,竖向压应力则是由自重应力等引起.根据现行混凝土结构设计规范,提出了特厚冲积层冻结井壁设计优化方法.工程实例应用结果表明:采用这一设计优化方法不但可以减薄井壁总厚13%,而且它与现行国家混凝土结构设计规范相衔接,各项参数取值有法可依,优化后的井壁工作状况正常.     

深立井基岩段井壁地压应力研究

揭示深立井及超深立井基岩段井壁地压应力的理论分析方法,为基岩段立井井壁的优化设计奠定基础。首先将立井基岩段井筒及围岩均按照轴对称受力状况建立力学模型,依据井筒开挖前后围岩受力状态的分析,通过围岩内表面与井筒外壁环向或径向应变相等原理,然后依据轴对称原理、弹性理论、静不定问题的求解方法等理论,求解出基岩段井壁地压应力的分布规律。所举算例得到的结果较为充分地反应了井壁中地压应力在井壁结构设计中的作用。其结果对深立井井壁结构的优化设计具有极为重要的指导作用。     

斜井冻结凿井数值模拟方法

 为提高ANSYS 软件对斜井冻结凿井模拟的准确度, 提出一种双模型法与改进重叠单元法相结合的数值模拟方法。以某矿主斜井表土冻结段施工为背景, 考虑冻土为弹塑性介质, 建立斜井冻结掘砌平面模型, 采用本方法对掘砌模型进行模拟分析, 并与传统方法进行比较。结果显示, 采用双模型法模拟掘砌模型的初始应力-位移环境, 得到的应力场、位移场与围岩未扰动状态下的理论值吻合;改进重叠单元法模拟井帮完全卸载后支护井壁的掘砌过程, 得到不同模型顶面埋深下井壁内外缘的环向应力均小于10^-6 MPa, 井壁位移均小于10^-7 m, 与理论值接近, 且本方法的模拟结果均优于传统方法, 表明本方法具有较好的可行性和较高的模拟精度。     

冻结立井表土段井壁破坏规律研究

通过对表土段立井井壁破坏原因的分析,以及对危险点的应力状态的研究,揭示了立井井壁破坏的规律性,并以此为依据提出了防范井壁破裂的具体措施,这些措施及文中提及的应力计算解析式和考核井壁破坏的强度理论对施工现场及工程设计均具有较大的指导意义.