既有盾构隧道条件下明挖地铁车站施工的三维数值模拟

针对北京地铁五号线北新桥车站基坑工程和其内既有盾构隧道的相互作用机理问题,应用三维有限元程序对基坑工程在多种工况下的施工进行了数值计算,得出施工过程中车站的围护结构、其周围土体及既有盾构隧道的应力、应变及位移结果。通过分析认为,在既有盾构隧道基础上修建大型地铁车站是可行的,并对其他相似工程具有指导意义。     

地铁重叠盾构隧道近接分区研究

由于地铁重叠盾构隧道的净距过小,给设计和施工带来困难。以深圳地铁3号线老东区间近接盾构隧道为背景,利用有限元软件ANSYS对两盾构隧道在上下平行重叠、重叠过渡段（-45°和45°）、水平平行段4种典型相对位置的模型进行了数值模拟分析,以结构物强度准则对近接盾构隧道进行了分区。     

盾构法近距离下穿施工对既有盾构隧道的影响

新建隧道近距离下穿既有盾构隧道,势必会引起既有隧道不均匀变形.以北京地铁12号线西三区间盾构穿越机场专线为工程背景,提出了适合既有运营隧道纵向刚度折减的修正等效连续模型.模型以轨顶面为中性轴位置,可以较好考虑运营隧道对道床、钢轨等结构的影响.数值分析及与已有经验模型对比结果表明,修正等效连续模型预测值与监测值最吻合,验证了模型在本工程中的适应性.从隧道净距及地层性质两方面进行了参数分析,研究结论可为类似盾构下穿既有线路工程提供参考.     

骑跨于既有隧道基坑的开挖过程数值模拟

随着城市轨道交通建设迅猛发展,加上城市土地和空间资源的有限性,使得新建基坑骑跨于既有营运隧道的情形时有发生。文章通过三维有限差分软件FLAC3D建立三维基坑模型,研究基坑在分层分块开挖过程中基坑围护结构、混凝土支撑和抗拔桩的力学特性,分析探讨下卧隧道隆起变形规律。数值模拟结果表明,基坑开挖完成后坑底隆起出现2个峰值,与周边建筑物的影响有关;基坑围护结构弯矩最大出现在基坑的中部,与其水平位移最大值出现的位置相一致;文中实例支撑的轴力以及下卧隧道的隆起均符合控制要求。文中模拟的数值结果以及分析的变化规律可以为今后类似工程提供参考。     

地铁风道近接下穿既有地铁车站引起的结构变形

为保证北京某新建地铁风道工程近接施工安全,借助FLAC3D软件对该风道CRD工法的施工过程进行动态数值模拟。计算模型为地层结构模型,土体材料模型采用摩尔-库仑准则。结果表明:既有地铁车站最大沉降量为2.54 mm,发生在该车站东南出入口及风道结构转接的位置,车站与出入口的连接处最大沉降量为0.63 mm。靠近新建地铁风道开挖一侧的既有车站出入口侧墙最大水平位移为0.49 mm,车站与出入口连接处的纵向最大水平位移为0.28 mm。新建地铁风道工程对既有地铁车站整体结构变形影响较小,既有车站最大沉降量及轨道最大差异沉降值均在安全范围内。该研究为地铁工程的设计与施工提供了有益参考。     

地铁盾构分岔式隧道数值模拟及应用

为研究地铁盾构分岔隧道问题,采用FLAC3D三维模拟技术以原始隧道经过简化得到计算分析三维模型,分析了不同分岔角度下的应力、变形问题.研究结果表明:分岔隧道的应力、变形随分岔隧道夹角的增大而减小,应力叠加越来越小,当分叉角度较大时,应力集中峰值开始分岔变为两个峰值;通过与现场监测结果对比,现场监测值与数值模拟结果吻合.     

地铁盾构下穿高架对桥桩影响的数值分析

基于合肥地铁盾构隧道穿越高架桥工程,用有限元软件MIDAS GTS/NX对开挖过程进行仿真模拟,分析了开挖过程对高架桩基的影响。结果表明:高架桥桩的位移总体上表现为距盾构区相同距离下的桥桩的位移值基本相同;距盾构区不同距离下的桥桩的位移变化表现形式基本相似,盾构隧道对高架桥的影响在安全限度范围内。     

基于隧道刚度折减法的土体开挖对临近既有地铁隧道影响的数值研究

城市地下空间的开发,常出现在既有隧道附近开挖土体.通过三轴试验得出土体南水双屈服面模型参数,根据刚度折减法建立数值模型,分析隧道埋深和基坑偏移对隧道结构的影响.研究表明:开挖后基坑附近的隧道产生向上的位移,基坑中部位移较大,边缘位移较小.隧道埋深越大,上升位移量越小;埋深30 m时,基坑中心和边缘处隧道的竖向位移差最大,弯曲变形和弯曲拉应力也最大.基坑向右偏移12 m时,左侧隧道的上升位移较大,且基坑中心和边缘处的竖向位移差较大,产生较大的弯曲变形和弯曲应力;基坑位于右侧隧道正上方时,上升位移量和差异变形量均较大,其中拉应力和应力的变化最大.     

盾构隧道施工中材料性态的模拟

移动盾构隧道施工中注浆材料、衬砌管片接头等的特性分别提出模拟方法,然后将建立的盾构隧道施工模拟的有限元程序应用竽日本大阪地铁７号线盾构隧道施工的力学分析中,并将计算结果与现场量测值进行了比较。     

FLAC在地铁隧道数值模拟中的应用

针对具体的工程和现场监测以及实测资料,用FLAC对沈阳地铁青怀区间段进行数值模拟及分析,得出了隧道位移变形、各种应力云图以及相关的等值线等重要工程信息,其结论可为工程施工提供依据,使工程建设更加安全、经济、合理地完成．     

土的直接剪切试验三维数值模拟研究

土的直接剪切试验,在土力学试验教学中有重要的地位.同时,试验所得到的土体物理参数,可以直接应用到工程实践中.考虑计算机仿真在教学过程中有重要辅助作用,因此,采用国际流行的有限差分数值软件FLAC3D对土的直接剪切试验进行三维数值模拟,对土样在剪切过程中的应力和应变状态进行了分析,并将所得到数值解与理论解进行了比较,结果比较吻合.研究表明,计算机仿真能较好反映直接剪切试验结果,有利于学生通过使用数值仿真软件达到学习掌握土力学直剪实验的方法步骤和进行试验结果分析,对土力学试验教学是一个补充手段.     

近距离平行隧道盾构施工对老隧道影响的数值模拟

分析了盾构法施工对既有隧道的影响.以天津地铁某区间盾构施工为背景,采用有限元程序ABAQUS对近距离双线平行盾构掘进过程进行了动态模拟,揭示了盾构新隧道施工对既有隧道的应力分布和衬砌变形等产生的影响,得到了地表沉降曲线与影响既有隧道的具体数值.计算结果表明,土体的模量、隧道间净距和注浆压力等因素对隧道间相互作用有较大影响,且土体越软其影响越显著,但当距离大于洞径时,其影响可忽略不计.     

盾构施工对已有建筑物基础沉降的影响分析

以郑州市盾构施工区实际土质情况为背景,采用数值仿真分析软件FLAC 3D,就盾构隧道对邻近已有建筑的影响进行数值模拟分析,从而讨论隧道与建筑物间距及埋深等因素对基础差异沉降的影响.计算结果表明,当隧道近距离穿过筏基下的土层时,隧道中心偏离筏基下中心线越远,不均匀沉降差越大,但超过一定范围,又逐渐减小.同时,考虑沉降量和整体倾斜两个特征变形允许值给出了可以忽略盾构施工对建筑物沉降影响的隧道位置范围.     

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FLAC~(3D)的大伙房水库引水隧洞围岩变形分析

圆形洞室开挖后,使原来处于挤压状态的围岩失去支撑而向洞内松动变形;如果这种变形超过了围岩本身所能承受的能力,则围岩就要发生破坏。本文应用FLAC3D数值模拟软件对15+800～15+900段隧洞围岩的变形进行了分析和评价。结果表明,地下洞室开挖穿过断层带时,围岩的塑性区域会增大;围岩在同一开挖方式下,破碎带及其周围围岩变形规律基本相同,但位移值差异较大。     

根式沉井基础竖向承载特性数值模拟分析

根式沉井基础,是采用沉井预留顶推孔,待沉井下沉到设计标高后,在土层中顶推预制的根键,在保证根键与沉井固结后形成的一种仿生的基础形式,使其承载力得以提高,通过FLAC3D数值模拟研究根式沉井基础Q-S曲线和井身变形情况,并与试验结果进行对比分析,总结其竖向承载特性.结果表明:根式沉井基础的竖向承载力比同等长度和直径的普通沉井基础大幅提高,根键作用效果明显;竖向荷载作用下井身自上而下竖向位移相差不大,随荷载增大根式沉井基础井身始终处于弹性状态,根键周围部分土体出现塑性变形破坏.     

高烈度地震区双线公路隧道地震动力响应分析

结合具体工程,从土-结构相互作用模型出发,利用粘性边界条件,采用时程分析法,对高烈度地震区双线公路隧道衬砌在地震作用下的反应进行数值模拟,并对模拟结果进行分析讨论,得出了高烈度地震区公路隧道地震动力响应的一般规律及隧道衬砌抗震的薄弱环节,并提出了相应的建议.     

爆破振动对地质遗迹影响的数值模拟分析

根据对奇梁洞洞穴实地测绘,选取典型断面进行分析,应用有限元程序FLAC3D分析爆破振动对奇粱洞地质遗迹可能产生的影响.模拟计算静力作用和动力爆破振动速度,按照古迹振动标准0.2～0.4 cm/s,推算安全爆破控制总炸药量557.6 kg,确保奇梁洞地质遗迹的安全.     

青岛地铁隧道某车站开挖数值模拟分析

结合青岛地铁某车站的实际资料,采用三维数值模拟的方法,运用ansys数值模拟软件,模拟实际车站的分步开挖过程,分析城市地铁开挖引起的地表沉降的一般规律,揭示地表的沉降和变形形式。模拟数据与实际监测数据做对比分析,可以对为未挖到的地区的地标沉降做出预测,为工程施工方案制定提供了参考依据。