浅埋大跨度双连拱隧道施工数值模拟研究

以苏州凤凰山大跨度双连拱隧道工程为例,采用有限元软件对多工序开挖条件下双连拱隧道围岩应力场、位移场的变化及初期支护的受力情况进行了详细的分析.通过分析得出,中隔墙顶部及拱腰处围岩存在应力集中的现象;中隔墙中间部位应力最大.竖向位移在主洞拱顶和拱底较大.通过现场实测,测得拱顶沉降随开挖工序的变化趋势,将理论分析结果与实测结果进行对比分析,结果表明,数值模拟得出的拱顶沉降与实测结果基本是一致,由此证明,数值模拟结果能真实反应现场隧道围岩的应力应变状态随开挖步骤的变化趋势.     

公路双连拱隧道"三导洞法"施工的力学分析

应用有限元数值方法,对连拱隧道“三导洞法”施工时围岩和结构的受力、变形规律进行了分析.在两正洞拱部施工的时候,左右洞拱顶沉降约占最终沉降的70%.中墙受到偏载作用,不仅产生整体偏转,而且在偏转的同时产生扭转,引起墙体中部向左侧凸出的弯曲变形.二次衬砌分先后洞全断面一次浇筑时,围岩的底板隆起和拱顶沉降减小,边墙水平收敛增大,围岩稳定性增强.因此,在双连拱隧道设计与施工中,超前隧道初期支护尤其中墙顶拱脚处应予以加强;后进隧道一侧的中隔墙底部必须回填;中隔墙底部要设计足够的抗拉钢筋.     

双连拱隧道中隔墙数值模拟分析

针对双连拱隧道在施工过程中的中隔墙受力、变形问题,运用MIDAS GTS 2.6大型有限元程序建立了重庆市高新区森谷路双连拱隧道地层结构法数值模拟计算模型。对双连拱隧道三导洞台阶法开挖具体施工阶段进行数值模拟,同时双连拱隧道中隔墙进行受力变形分析。得到了各施工阶段中隔墙应力及位移变化情况,得出三导洞台阶法开挖工法施工过程中中隔墙应力及竖向位移均呈现"对称—不对称—对称"的分布过程,并对施工过程中可能的风险提出了切实可行的处理措施,以期对双连拱隧道的设计和施工提供一定的理论借鉴。     

隔墙下带加强钢筋厚板的非线性静力分析

针对目前建筑结构中经常出现的钢筋混凝土大厚板中隔墙下的加强钢筋或暗梁没有明确设计规定,设计人员大多依靠经验进行简单计算的不足,对一采用大板的实际剪力墙住宅结构,在ANSYS中建立其局部有限元模型进行计算分析,模型中包含剪力墙、厚板和板中加强钢筋以及隔墙.钢筋采用Link8单元,其余均采用三维实体单元,其中厚板采用能考虑混凝土非线性的Solid65单元.针对在竖向荷载作用下结构模型的非线性静力分析结果,对隔墙、板和加强钢筋的受力进行了讨论,对隔墙的采用和加强钢筋的设计提出了建议.     

车辆荷载作用下软土地基上双舱矩形综合管廊受力特征分析

以广州大学城综合管廊为例,通过建立该段管廊的三维有限元分析模型,分析了车辆荷载作用下软土地基上双舱矩形综合管廊的受力变形特征。分析表明:无论是隔墙位置或者两侧边墙处,管廊水平位移均为底板正、顶板负,但隔墙和两侧边墙的水平位移随高度变化的规律及零值点并不相同;管廊顶板和底板的沉降趋势基本一致,沉降量却有所差别,并发现顶板和底板出现不同程度的起拱现象;管廊顶板和底板存在多处水平应力集中的现象;大、小舱室边墙外侧竖向应力曲线相似,但同一高度竖向应力值有所不同。     

地下圆拱式单井口砌体薄壳结构的有限元分析

利用有限元ANSYS程序对地下圆拱式单井口砌体薄壳结构的薄壳顶盖、基础底板及池壁的内力进行分析,探究隔墙对顶盖和池壁内力影响的规律,证明隔墙有效地改善了池壁和基础的受力性能,阐明了该种结构是一种值得大力推广的结构.     

双连拱隧道施工技术探讨

本文详细介绍了江溉路隧道施工过程中,对解决中隔墙偏压受力的平衡问题;同时对中导洞开挖施工反向掘进点的选择的概述。     

超大断面隧道双侧壁导坑法开挖步序优化

重庆市轨道交通5号线1期3标段为富水浅埋扁平超大断面隧道工程,采用9步双侧壁导坑法中的对称开挖步序施工。应用MIDAS-GTS软件建立隧道三维有限元模型,计算了3种不同开挖步序条件下地表沉降、围岩变形和支护结构受力情况,并将计算结果与现场监测数据进行了对比验证。验证结果表明:扁平超大断面隧道拱顶区域受力作用面较大,拱顶区域围岩及喷混支护应力较大,拱顶稳定性较低,拱脚应力集中。施工阶段隧道结构对横向变形较为敏感,3种开挖步序拱脚水平收敛值曲线随施工步序呈现多台阶变化;中隔墙核心土拆除时,水平收敛值及拱顶沉降值曲线出现突变,该阶段应增大监测频率。对3种施工步序进行了数值模拟,提出了本工程地质条件下大跨扁平隧道施工的合理步序。     

提高轻板隔墙隔声性能的实验研究

轻板隔墙的隔声性能在很大程度上取决于构造上的措施。由于构造参数的复杂性,目下还难以作出精确计算。本实验室对一系列构造方式进行了实验研究。得出一些有实用参考价值的结论。1.钢墙筋隔墙比木墙筋的一般要高出4分贝。墙筋的深度和间距分别不宜小于7厘米和60厘米。2.双层轻板隔墙上外加一层板可有5—6分贝之改善。但再加一层板只有增加2—4分贝。3.墙筋和墙板之间加上软质纤维板作垫层可减少声桥的影响,对钢墙筋隔墙可有3—6分贝之提高,对木墙筋隔墙则可有6—9分贝。4.空腔内填放纤维性吸声材料后,对钢墙筋隔墙可有5分贝之改进,木墙筋隔墙则古8分贝。此时,增加一层板仅有较小之提高,约2分贝。5.以上措施的效果不能简单地线性相加。因此对于要求高隔声量之隔墙,要仔细地选择适当的构造方式。     

中洞法连拱隧道施工稳定性分析及优化

针对中洞法连拱隧道暗挖施工的稳定性问题,依托广州大道中站工程实例,综合分析了开挖过程拱顶沉降、底部变形、洞周收敛、初支结构应力、中隔墙应力以及地表沉降等指标的动态响应特征,总结了不同工艺参数下隧道变形规律,结果表明:拱顶沉降最大值和最大沉降速率以及底部隆起最大值均在后行洞,而先行洞洞周收敛值最大,为1.59 mm;侧洞靠近中洞上台阶支护结构受拉而远离中洞上台阶受压;中隔墙中部主要承受压应力,而顶纵梁和底纵梁则同时承受拉应力和压应力;地表沉降最大值位于隧道中心,为7.20 mm,隧道施工影响区域半径约为25 m;隧道稳定性随中洞上下台阶错距及侧洞相邻台阶错距的增大而减弱,随侧洞拉开距离增大而增强。     

地裂缝场地隧道暗挖地表沉降影响因素分析

以西安地铁6号线区间隧道穿越f8地裂缝为工程背景,对传统交叉中隔墙(cross diaphragm,CRD)工法隧道开挖施工穿越地裂缝场地全过程进行了三维有限元动态数值模拟,分析了开挖方向、隧道埋深、隧道洞径以及隧道穿越地裂缝的角度4个因素对暗挖隧道穿越地裂缝场地施工地表沉降的影响.结果表明:地表沉降曲线随开挖进尺均呈...     

潮位对桩基础沉降影响的研究

深水环境中,大型桥梁的群桩基础沉降的影响因素是复杂的,其中包括有利的和不利的。通过实测数据分析潮位对桩基础受力的影响,借助数值分析的方法对潮位引起的群桩基础沉降进行定量。采用Duncan-Chang非线性模型与Biot固结理论相结合的方法建立群桩基础有限元模型模拟潮位对群桩基础沉降的影响。研究结果表明,潮位有加速桩基土体固结的作用,潮差越大这种作用越明显,沉降也就越小,对群桩基础的受力是有利的。     

超大断面隧道工法转换过渡段最优长度

隧道掘进过程中掌子面围岩状况不停变化,通常情况下针对不同围岩级别,采用不同的开挖工法,不同开挖方式对应的不同支护体系有着不同的受力模式,因此工法转换处围岩-支护体系复杂.以京沪高速济南连接线工程龙鼎隧道为背景,结合现场实测及数值模拟的方法研究施工方法由中隔墙(center diagram,CD)法施工转换为台阶法施工时结构内力及围岩应力状态的变化,研究最优的工法转换时机,确定工法转换过渡段最优长度,并在实际工程中验证.在工程所出现的围岩由Ⅳ2级突变为Ⅲ2级的情况下,超大断面隧道由CD法转换为台阶法设置10 m的过渡段是合理的.过渡段的设置有效减小了拱顶沉降,优化了支护与围岩受力状态,有利于围岩及支护结构稳定;并且可以最大程度保证工程进度.     

基于毫米波雷达测控的桥梁状态评估与数值仿真分析

为研究悬臂施工的特大桥关键施工节点及结构的自动化监测技术,在悬臂施工桥段的沉降变形及受力阶段开展0#块雷达测控、施工节段沉降变形监测及整桥力学响应监测.将实际施工中受力和沉降变形的测控数据与仿真数据进行对比分析,通过两者的吻合度来判断施工过程中桥段的安全状态.借助数理统计方法,对比雷达测控数据与传统监测数据的精确性.研究结果表明：雷达测控可在全天候开展工作,并能够结合施工日志,对云图中典型波动进行分析;毫米波雷达测控0#块沉降变形值的拟合值为0.051 44,优于传统监测手段的0.006 32,与数值模拟曲线相关性更强;施工全周期内,整桥各节段受力及沉降变形的监测数据围绕理论值波动,且波动幅度较小,连续梁始终处于安全状态.     

高速铁路软土地基沉降计算方法浅析

高速铁路软土地基沉降计算是高速铁路路基的主要研究课题之一,由于实际地质条件的复杂性,理论计算的沉降往往与实际值有较大的差异。大量的工程实践表明,要准确地计算软土地基的沉降,特别是预测工后沉降,仍是高速铁路建设中要解决的关键问题。因此,本文对目前各种文献出现过的高速铁路软土地基沉降计算方法加以总结,为进行软土地基沉降计算提供方法上的参考。     

公路桥梁引道不均匀沉降的防治

在我国公路桥梁工程使用的过程中,受桥梁引道不均匀沉降造成的安全隐患以及事故时有发生。针对我国汽车保有量及荷载量不断增加的今天,桥梁引道所承受的承载力也不断增加。这也造成了桥梁引道持续受力与间断受力情况发生了改变。如何在新建公路桥梁引道施工中进行不均匀沉降的防治成为了现代公路桥梁建设单位面临的首要问题。本文就公路桥梁引道不均匀沉降的防治进行了简要论述。     

软土地区分隔型基坑群变形特性实测分析

以上海国际航空中心基坑群工程为例,通过现场实测数据统计分析结合数值分析方法,分析了分隔型基坑群变形特性.深入研究了分隔型基坑群施工过程中隔墙变形、围护结构侧向变形和坑后土体沉降的发展规律,分析对比了不同区域围护结构变形和坑外地表沉降的差异.对比基坑群工程和传统基坑工程.结果表明,基坑群施工中隔墙变形先增大后减小,受后续开挖影响显著;基坑群分隔带处围护结构最大变形平均为0.16%H(H为基坑开挖深度),远小于上海地区平均值0.60%H;分隔带处坑外地表沉降仅有0.14%H,小于上海地区平均值0.40%H.研究可以揭示基坑群变形叠加机制,评估基坑群施工对环境的影响,对后续基坑群施工和敏感建构筑物保护有一定的借鉴意义.     

无中导洞连拱隧道掌子面纵向间距优化

作为一种大跨径地下结构形式连拱隧道结构复杂,无中导洞法能在提高施工速度的基础上降低中隔墙渗漏水。为研究连拱隧道无中导洞法施工活动对隧道先后行洞的影响程度,以陈家滩隧道为研究对象,通过数值模拟研究了不同间距下先后行洞的影响范围、先后行洞的影响程度以及中隔墙的倾覆趋势。结果表明：当先行洞开挖至控制截面5 m范围内时,对围岩的影响最大,其围岩位移释放系数增量达到了40%以上;超过控制截面10 m时其围岩释放系数达到了93%以上,影响程度较小;超过20 m时影响程度可以忽略。当先后行洞纵向间距大于35 m时,影响程度接近10%,纵向间距大于40 m时,影响程度小于10%。从中隔墙的倾覆程度来看,当先行洞开挖完成时,中隔墙的倾斜程度达到最大,倾斜度约为3.28×10^-4;而纵向间距大于30 m时倾斜度差值为0.351×10^-4,此时中隔墙倾斜程度较大极差较小,有利于中隔墙受力。故先后行洞开挖掌子面纵向间距建议控制在30～40 m。     

云冈双窟窟室围岩变形分析

双窟是云冈石窟中最具历史与艺术价值的对称性洞窟形式。以典型双窟第9~10窟为对象建立有限差分模型,利用实测力学参数进行数值分析以研究静况下窟室围岩受力变形情况。结果表明双窟整体受压-局部受剪:窟间隔墙、室间隔墙底部和列柱中上部受压最大,达1.20~1.57 MPa;室间隔墙上部及柱顶受剪作用达0.1~0.3 MPa。模型塑性应变为零,说明目前工况下双窟整体结构未受破坏。切片y=20 m的位移矢量云图显示后室窟顶沉降值达1.1 mm,前后室地面有相对隆起,应重视其变形趋势。     

输电线路超长钻孔灌注桩的桩长控制

超长钻孔灌注桩在输电线路大跨越工程中得到越来越广泛的应用,在分析超长桩受力及沉降特点的基础上,以基础沉降为控制条件,按照剪切变形传递法进行了超长桩的有效桩长的研究,达到了对超长桩桩长控制的效果。