FLAC3D在隧道施工中的数值模拟分析

本文以北京地铁十号线苏州街站到黄庄站区间隧道工程为背景,通过数值模拟分析,对隧道开挖、支护与围岩的相互作用进行了研究,为隧道施工提供了依据。     

大跨度公路隧道开挖数值模拟研究

采用FLAC差分软件,应用弹塑性理论,对韩家岭大跨度公路隧道开挖进行了数值模拟,并对其稳定性进行分析,以保证隧道运行安全经济合理.所得计算结果和有关结论弥补了我国在大跨度隧道分析方面的空白,为隧道的设计及施工提供重要参考.     

基于双剪强度理论下土质隧道自然成拱的最小埋深研究

对于计算土质隧道的成拱埋深问题,普遍都是基于Mohr-Coulomb强度理论下的求解,但是,由于其理论仅仅只考虑了大小主应力的影响,而忽略了中间应力,因此,计算结果与实际情况偏差较大;而双剪强度理论则弥补了Mohr-Coulomb强度理论的缺陷,考虑了中间应力的影响,使其更加符合实际.并将两者用于实际工程计算,结果表明采用双剪强度理论计算的成拱埋深临界值小于MohrConlmb强度理论计算的成拱埋深临界,计算结果更为精确,用于设计更加安全.     

大跨度公路隧道长期稳定性数值模拟

采用FLAC软件,应用黏弹性理论,对韩家岭大跨度公路隧道开挖进行了蠕变效应模拟,并对其长期稳定性进行分析.计算结果表明,隧道开挖完成后围岩变形将经历较长一段时间的蠕变变形期后逐渐趋于稳定,拱顶蠕变效应最大,其次为拱脚→底板→墙腰,这与现场实测结果相一致,说明拱顶处不仅应作为大跨度公路隧道开挖过程分析时的重点,也应作为长期蠕变分析时的重点.所得计算结果和有关结论弥补了我国在大跨度隧道分析方面的空白,可为隧道设计及施工提供重要参考.     

基于ABAQUS大跨度双联拱隧道开挖的数值模拟分析

针对大跨度双联拱隧道开挖工程中应力变化规律问题,本文选用ABAQUS软件对大跨度双联拱隧道进行二维数值模拟,分析“三导坑法”施工顺序下其隧道应力、应变及塑性变形区域分布情况,结果表明:在隧道开挖过程中,其应力应变最大位移出现在隧道顶部位置,为12 mm,最大压应力出现在中导墙处,为3.5 MPa,拉应力最大出现在拱顶处...     

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.     

大跨度软岩隧道开挖方法及施工方案数值模拟研究

针对大跨度软弱围岩隧道自身稳定特点,分析了影响其稳定的主要因素,在此基础上选取对软弱围岩隧道稳定性影响较大的开挖方式这一因素,运用大型有限元程序ANYSYS,对安徽芜湖龙山隧道进行数值模拟,分析了上半断面超前法、两侧超前施工法和中壁CRD法3种不同施工方案下隧道围岩的应力场和位移场,得到了一些有益的结论.     

大跨度公路隧道有限元模拟研究

采用GeoFBA有限元软件,应用弹塑性理论,对沈大高速公路韩家岭大跨度隧道进行了有限元模拟,并对其稳定性进行分析,以保证隧道运行安全经济合理.所得计算结果和有关结论同时填补了我国在大跨度公路隧道分析方面的空白,为隧道的设计及施工提供重要的参考依据.     

大跨度双连拱公路隧道数值模拟与围岩稳定分析

公路连拱隧道是近二三十年来随着高等级公路建设发展而出现的一种隧道结构形式,具有较好的适用性和优越性,尤其适用于用地受限、山区地形复杂、道路展线困难等情况。然而,连拱隧道相对于分离隧道,施工中必然存在对围岩的多次扰动,施工难度较大。在浅埋、围岩软弱、岩溶等复杂地质条件下,这类隧道在不同施工阶段围岩的稳定性问题备受关注。以沪蓉西高速公路恩施至利川段白果坝隧道为背景,结合现场施工,利用三维弹塑性分析程序MIDAS-GTS对白果坝隧道进行了数值模拟研究,对围岩力学性状变化进行了分析,得到了隧道开挖施工中围岩的应力变化规律,针对薄弱部位提出了具体措施。     

双线隧道开挖过程的数值模拟研究

双线公路隧道施工中,为提高隧道的施工进度和保证隧道通风良好,通常要设置辅助隧道。为掌握主隧道与辅助隧道同时开挖的工况下,隧道周围岩体的沉降变化,本文结合秦岭境内一个特长双线隧道进行施工过程模拟,为特长隧道的支护方案选取提供可靠的理论依据。     

渗流对CRD法开挖浅埋偏压隧道洞口段影响的分析

针对在隧道洞口段采用CRD法开挖过程中,因渗流作用而导致围岩的物理力学状态发生变化和引发的问题。在考虑渗流的情况下,运用FLAC_3D软件,分析浅埋偏压隧道围岩在CRD法施工时物理力学状态的变化规律。结果表明：在开挖周围产生较集中的漏斗形状的孔隙水压力区域;地形的偏压造成隧洞右侧的应力大于左侧,随着CRD法的分步开挖,每步开挖后造成的导洞在拱顶、底板、边墙处横向均产生了应力集中,左洞在完全开挖与支护后,应力集中现象逐渐减少;在考虑渗流时第三步开挖对初始开挖处围岩变形影响最大;在CRD法开挖过程中,对围岩变形影响较大的是第七步;拱腰和拱顶发生的位移,在考虑渗流时大于未考虑渗流时的情况,但拱底出现与上述相反的现象。     

浅谈土质隧道施工要点

以广源高速黄龙隧道施工为例,介绍了其施工的主要工序,阐述了土质隧道施工的重点注意事项。     

不同跨度下土质隧道围岩分区规律研究

采用砂土模拟围岩,以实验的方法确定不同跨度的隧洞开挖后围岩的分区规律.采用基于Drucker-Prager(D-P)屈服准则的有限元数值模拟和鲁宾涅特一般圆形隧洞的塑性区半径公式,比较实验与2种计算方法下的塑性区大小.结果表明:在选用土质隧道较不利围岩材料(砂土)条件下,塑性区的厚度约为隧洞跨度的一半,松动区的厚度约为跨度的1/5,洞顶松动区占塑性区的比例最大.实验条件下确定的围岩塑性区厚度最大,基于D-P屈服准则条件下有限元模拟所确定的塑性区次之,鲁宾涅特公式所确定的塑性区最小.     

近距离矿山法隧道施工过程的三维数值模拟

采用FLAC3D有限元程序对某矿山法隧道工程近距离施工过程进行了三维数值模拟,分析了隧道施工对围岩地层的影响,揭示了后建隧道对先建隧道结构应力和位移的影响规律.后建隧道不仅使先建隧道围岩地层继续发生沉降变形,还造成先建隧道的衬砌变形、压应力和拉应力不断增加,影响到其安全性和稳定性.     

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。     

典型工况下城市隧道竖井自然排烟模拟优化分析

为增强竖井自然排烟能力,开展竖井设置方案模拟优化研究。建立了竖井自然排烟能力对比评估模型,通过分析得到评估指标和评估方法。运用FDS对不同高度、横向设置、均匀设置和竖井组不同开口数目4种典型工况下的竖井排烟效果进行了模拟分析。得到优化方案如下：竖井组高度为16 m时排烟能力达到最强,横向设置竖井排烟能力明显强于纵向设置竖井,均匀设置竖井组排烟能力明显强于集中设置竖井组,随着竖井宽高比增加,竖井组的排烟能力逐渐减弱。     

列车隧道交会最不利长度数值模拟研究

通过计算流体力学方法,采用动态分层模型,对二维列车隧道交会问题进行数值模拟并结合图表探讨了最不利隧道长度问题.结果表明,相应于瞬变压力急剧程度,车头、车尾测点的最不利压力叠加分别发生在隧道列车长度比为3和4.5时.不同隧道长度下,测点压力最大值的变化不如测点压力最小值的变化明显,隧道交会过程中通常是负压起主导作用.     

隧道通风活塞效应数值模拟方法研究

介绍了国内外隧道通风系统的最新研究进展.研究了两种分析隧道通风活塞效应的数值模拟方法:动网格法和动量源项法.动网格法通过模拟车辆的真实运动,可以给出隧道内详细的三维空间局部参数的变化趋势,但该方法模拟耗时巨大,效率较低.动量源项法通过添加一个动量源来实现车辆移动,该方法可避免消耗大量的计算资源和时间,从而大大提高模拟效率.     

黄土隧道不同施工方法的数值模拟对比分析

以可乐湾隧道为背景建立黄土隧道施工过程的三维数值模型来研究CD法、三台阶七步法和二台阶五步法3种工法对支护结构受力特性和控制黄土隧道围岩变形的影响。以钢拱架的轴向应力为指标分别分析了3种工法下钢拱架的轴向应力分布特征,选取开挖断面关键点位的收敛变形为指标,对比分析了3种工法在围岩变形控制方面的效果。研究表明,CD法在控制围岩收敛变形方面的效果最好,并且钢拱架在全环范围上的轴向应力分布均匀,承载能力得到充分发挥。研究可为黄土隧道的设计施工提供一定的参考借鉴。     

基于FLACS的隧道汽油爆炸数值模拟

应用Gexcon Flacs软件建立隧道爆炸模型,对3 m3汽油在某隧道内爆炸进行数值模拟,分析爆炸过程中温度、O2、燃料浓度以及压力场的分布情况.结果显示:t=0.188 s时,沿隧道长度方向y=7.4 m截面内隧道两侧为最危险区域,起始爆炸点及其周围一定区域最高温度可达1 093℃; t=0.809 s时,地面到其上方1.5 m区域为危险区域.