连拱隧道在不同开挖过程下中隔墙的动态响应分析研究

利用ANSYS-LSDYNA动力有限元程序,建立连拱隧道爆破震动效应模型,分析研究了在左右洞不同开挖过程中,中隔墙的动态反应。同时,在某四车道高速公路连拱隧道爆破施工现场,对中隔墙的震动进行了实地测试,并与ANSYS数值模拟结果进行了分析比较,模拟计算的结果与实际测试结果基本相符。     

基于新意法理念的连拱隧道设计施工优化

通过采用三维地质建模技术建立乌龙山隧道的三维地质模型,基于新意法的核心理念通过FLAC3D程序对乌龙山隧道中导洞的全断面开挖过程进行了仿真分析,研究表明：在洞口超前管棚作用范围之内,全断面开挖时可无需对掌子面进行预加固;在管棚作用范围之外,通过对掌子面预加固后的不同工况模拟分析,得出玻璃纤维筋可以有效控制顶拱沉降以及减小掌子面挤出位移,用玻璃纤维筋加固掌子面后,顶拱沉降减少约40%,掌子面挤出变形减少约70%,极大的提高了掌子面的安全系数可实现每循环最大进尺三榀钢架（1.8m）的全断面快速开挖,并提出以不同搭接长度对应的掌子面挤出位移的曲线拐点来确定玻璃纤维筋的最小搭接长度。研究结果可为五级围岩的小断面隧道快速开挖提供借鉴。     

连拱隧道施工方法探讨

目前连拱隧道应用相当广泛,但由于受结构形式所限,连拱隧道施工步序较难简化。就我国已用工法而言,连拱隧道的施工工序常不会少于五步,从而使隧道结构受力状态频繁变化。因此,连拱隧道的施工,施工方法的选择与连拱隧道的结构以及地质条件密切相关。在不同的结构形式和工程地质条件下,不同围岩级别需采用不同的开挖方法,以做到经济合理和技术可行。     

节理岩体中连拱隧道施工对周边建筑物的影响

以重庆东水门大桥—千厮门大桥渝中区连接隧道为研究对象,基于UDEC软件建立离散元数值模拟分析模型,研究了城区连拱隧道施工引起的地表沉降,上部建筑物基础沉降及倾斜,新建隧道下方已有轨道六号线的变形、受力特征,并将监测数据与数值模拟进行对比分析。结果表明,连拱隧道左侧隧道上导坑施工引起的隧道拱顶沉降和基础沉降量最大,经计算上部建筑物基础最大沉降量为3.81mm,最大倾斜量为0.02%,建筑物基础沉降量和倾斜在规范许可范围之内;隧道施工引起的地层损失使得轨道六号线左拱肩向上隆起,六号线弯矩分布规律和其变形形态基本一致,弯矩最大值位于左拱肩部位,最大值为238kN·m;数值模拟计算结果与监测数据量值相当,变形趋势基本一致;采用UDEC软件可以准确地计算出隧道开挖过程中节理的存在对隧道周围建筑物变形的影响。     

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。     

高速公路连拱隧道施工方法的探讨

结合某高速公路连拱隧道实体工程,详细阐述了连拱隧道的施工方案和施工工艺,为高速公路连拱隧道施工积累了新的技术资料。     

中墙顶部回填混凝土弹性模量对连拱隧道稳定性的影响

根据某高速公路连拱隧道衬砌结构形式,建立有限元计算模型,通过改变回填混凝土单元的弹性模量模拟回填混凝土的不同密实程度,采用数值模拟方法研究回填混凝土弹性模量变化对连拱隧道稳定性的影响.研究结果表明:围岩的变形和应力以及衬砌内力均随着中墙顶部回填混凝土弹性模量的增大而大幅度降低;当回填混凝土弹性模量比由0(完全脱离)增加到100％(完全密实)时,拱顶沉降和围岩拉应力分别降至75％和20％左右,内衬弯矩可降至17％左右;当弹性模量比达到60％以上时,内衬弯矩基本保持不变;中墙应力随着回填混凝土弹性模量的增大而增大,且弹性模量比越低,中墙应力变化幅度越显著,回填混凝土完全脱离时中墙两侧最大压应力仅为完全密实时的33％左右,中墙承受的荷载主要来自上方围岩通过回填混凝土传递到中墙的压力.在实际施工中,应使中墙回填混凝土的弹性模量比至少达到设计标号混凝土标准值的60％以上方可进行隧道正洞开挖.     

铁路隧道横洞进主洞关键技术及施工方案优化

以全长922 m某隧道2号横洞为例,首先运用地质调查法、地震反射波法(TSP)、电磁波法(雷达)、超前钻探法等综合超前地质预报技术手段;对横洞进正洞交叉口段围岩情况进行预判与辨识。基于横洞进主洞原设计方案,对交叉口段初期支护受力进行建模和计算;并结合计算结果对支护方案进行了优化;通过对交叉口段围岩收敛变形监测数据分析,证明优化后方案可以满足对施工安全、施工质量以及硐室围岩变形控制的要求,确保了横洞进主洞施工的顺利实施,对类似地质条件下辅助硐室进主洞室的施工技术应用具有重要借鉴意义。     

地下连拱隧道施工地表沉降分析及预测

本文以重庆彭家花园双连拱隧道为工程背景,方法条件下,针对不同埋深、断面大小进行回归分析,的预测公式,并结合三维数值模拟验证了回归效果。就矿山法双连拱隧道施工引起的地表变形进行研究;在不同施工从理论上弄清地表沉降的规律,提出矿山法施工条件下地表沉降     

连拱隧道复合式曲中墙受力现场监测分析

依托岳宁大道何家大岭复合式曲中墙连拱隧道,通过现场监控量测数据,分析了复合式曲中墙墙身应力及墙底压力的发展与分布规律.结果表明:中墙荷载主要由主洞上台阶的开挖产生,且后行洞山台阶的开挖产生的荷载大于先行洞上台阶;强度不是中墙设计的控制因素;主洞初次衬砌拱脚作用于中墙墙肩的荷载以水平分力为主,此荷载在非对称开挖阶段使中墙向后行洞方向发生偏转,偏转趋势在主洞的对称开挖阶段得到一定程度的缓解;中墙最不稳定状态出现在主洞的非对称开挖阶段.     

沉管隧道多尺度方法与地震响应分析

针对目前沉管隧道多质点-弹簧抗震简化分析模型的不足,如无法合理模拟沉管接头的细部构造及力学特征,提出了一种同时表征沉管隧道宏观整体响应和细观接头构造的多尺度分析方法,其中宏观多质点-弹簧-梁耦合模型用于描述沉管隧道结构与地层的动力相互作用以及宏观整体地震响应特征,细观精细化模型用于捕捉沉管接头的张合量、剪力键受力等动态...     

强度折减法在盾构隧道开挖面稳定分析中的应用

为了评价和指导设计施工时盾构隧道开挖面稳定的合理性,把强度折减法应用于盾构隧道开挖面的稳定性分析中,定义了盾构隧道开挖面稳定安全系数的概念,获得开挖面的稳定安全系数与潜在滑动面,并对影响开挖面稳定安全系数的隧道所在土层参数及开挖面的支护压力、地下水位等进行了分析.分析结果表明:弹性模量、泊松比等土层参数对开挖面稳定安全系数几乎没有影响,但是内摩擦角、黏聚力、开挖面支护压力和地下水位等因素对开挖面稳定安全系数的影响很大.     

用有限元强度折减法对海底隧道进行稳定性分析

利用有限元强度折减法求得的安全系数与潜在滑动面,不仅可以评价隧道的稳定性和设计的合理性,还可以对支护参数和施工工艺提出改进建议.计算表明,青岛湾址隧道的埋深、双洞净间距均安全合理;隧道围岩的整体变形不大,局部位置变形明显,在支护设计及施工过程中这些部位需重点考虑;双洞上拱出现拉应力区,但是最大拉应力值小于岩石抗拉强度.模拟结果为海底隧道结构设计提供了可靠的分析依据.     

多线站场隧道预留核心土环形导坑法施工开挖探讨

探讨了多线站场隧道预留核心土环形导坑法,介绍了施工流程图、施工方法及施工控制要点,提出了施工质量措施与施工安全措施。     

孟底沟水电站导流洞堵头全工况稳定性分析及长度优化

孟底沟水电站导流洞堵头段断层、节理裂隙发育,地质条件较差,堵头挡水水头高,边界条件复杂,且封堵工期紧张,急需对导流洞开挖、施工及运行全过程稳定性进行研究.采用三维非线性有限元法,模拟导流洞洞室开挖、衬砌施工、堵头施工以及堵头运行全过程,得出以下结论:①洞室开挖过程中,围岩基本稳定,局部围岩较差的部位存在局部失稳的可能,建议局部采取锚固、灌浆等措施;②运行期围岩、堵头整体稳定,衬砌结构满足抗压强度要求,局部衬砌拉应力超过抗拉强度,需加强配筋;③长度40 m与50 m的堵头上游段推力分担比基本一致,建议堵头长度在40 m以上.研究成果可为孟底沟水电站导流洞堵头的设计施工提供参考.     

高速公路隧道边坡稳定性分析与加固措施选择

对巫奉高速公路某隧道进口边坡的工程地质条件进行勘察,并依此进行边坡稳定性分析。通过研究得出几种边坡加固措施,并由力学计算与分析得出以"注浆+锚索加固"为最优方案,可以使边坡稳定性系数提高至1.25以上。现场应用表明,"注浆+锚索加固"方案效果显著,可以为类似边坡加固工程提供参考。     

基于EMD和最小二乘法的零漂处理方法研究

针对实测侵彻过载数据中存在的零漂问题,提出了一种零漂数据处理方法. 基于经验模态分解法提取信号趋势项部分,再以侵彻结束后的零漂趋势作为侵彻过程的零漂趋势,采用最小二乘法拟合后,分段完成修正处理. 用该方法对过载数据进行去除零漂处理,得到弹体过载的一次积分速度与实测速度的最大误差为4.88%,二次积分位移与实测行程的最大误差为9.41%. 研究表明:该方法消除过载数据的零漂准确有效,可以为计行程自适应起爆方式提供有效信息.      

双连拱隧道施工中隔墙的稳定性分析

提出了按拱结构计算双连拱隧道中隔墙的荷载。按照静力学中的力矩平衡原理建立了中隔墙稳定与否的判别方法,并进行了实例计算。最后,提出了保持中隔墙稳定的若干措施,并认为保持中隔墙稳定的最佳方法是支撑法。     

地震波基线漂移的处理方法

由于受到采集仪器低频噪声、环境背景信号、人为处理误差及初始加速度等的影响,由地震加速度记录积分得到的地震波位移时程曲线会出现严重的零线漂移现象.因此,在结构地震响应的时程分析中,加速度记录需要进行校正.作者在Wilson校正处理方法基础上,提出了一种新的地震波基线漂移的处理方法,改善了加速度记录的积分性质,保证了由加速度积分得到的速度和位移时程终点均为零,并保持了地震波加速度的峰值、持时、频谱等特性.通过在实际工程的应用,验证了该校正方法的合理性.     

盾构隧道先隧后井施工技术特点分析

为了明确盾构隧道先隧道施工后工作井开挖(先隧后井)施工法特点,以典型工程实例为依托,通过现场实测与有限元法,分析了该施工法接收井与隧道的变形特性,计算分析了盾构管片张开量的分布规律。结果表明:隧道入接收井时洞内外产生较大的水土压力差,引起与隧道连接处局部围护墙水平位移增大及坑外水位下降。受后续基坑开挖影响,近基坑侧6环管片竖向位移显著增大,近基坑侧4环管片接头处出现了塑性变形,施工中隧道防渗分析可着重考虑近接收井6环管片范围。基于安全考虑,建议对近基坑侧6环管片范围土体进行加固处理。