粘弹性围岩复合式隧道衬砌解析解

本文基于粘弹性理论和环形条元法给出了粘弹性围岩复合式隧道衬砌解析解，并利用该解对复合式隧道衬砌的力学机理及二次衬砌最佳支护时机进行了分析。     

分析粘弹围岩稳定性的新方法—离散记忆积分法

提出一种新的数值方法——离散记忆积分法。它用于分析粘弹围岩在弹性衬砌支护下的稳定性问题。文中Boltzmann＇s积分,即积分型粘弹本构关系,在总的时间和空间上被离散,而在离散的每个时步内使用以微分型本构关系为基础的对应性原理。方法不受巷道断面形状和衬砌建成时间的限制,可求出围岩和衬砌内的应力、位移及两者交界面上的围岩压力,通过将圆形断面巷道的计算结果与解析解比较,证明本方法是有效的,并对直壁圆拱形巷道进行了数值分析。     

有压隧洞衬砌与围岩相互作用数值模拟分析

通过建立有限元计算模型,运用荷载分级、变刚度迭代非线性有限元法,系统研究了有压隧洞衬与围岩之间的相互作用,探讨限锚杆支护、衬砌与围岩之间接缝大小和接触角变化对衬砌、围岩承载能力的影响,根据建立的模型,对一隧洞工程进行了三维非线性有限元计算,获得了一些具有工程指导意义的结论。     

锚注支护巷道围岩变形的粘弹性分析

锚注支护是一项维护围岩稳定的新技术。根据锚注支护机理,将注浆锚杆简化为作用于围岩的一种体积力,并将注浆作用看作为对围岩力学性能的改善,从而建立了锚注支护计算的力学模型。依据围岩流变特性的试验结果,选择了一个合适的流变模型。最后应用粘弹性理论,分析了对具有流变特性围岩,锚注支护在维护其稳定性方面的作用。计算结果表明,锚注支护对维护流变性围岩稳定的效果显著。     

铁路隧道围岩与衬砌相互作用有限元分析

借助于荷载-结构模型,研究了铁路隧道复合衬砌承载水压力的受力情况。通过分析表明,衬砌中的初期支护和二次衬砌一般要共同承担荷载,二次衬砌的受力往往大于初期支护的受力,而且在初期支护与二次衬砌间存在不均匀压力。由此可见在设计时合理考虑衬砌结构间的荷载分配比例是很有必要的。     

隧道围岩压力与衬砌体受力特性原位测试

以工程实例为背景。对隧道洞口段施工过程中围岩的收敛变形，锚杆作用应力，初次衬砌、二次衬砌内的应力与变形。以及衬砌间的压力进行观测，取得大量的试验数据，并结合施工过程进行分析。为隧道衬砌设计和施工的安全可靠性提供科学依据和技术指导，为进一步的工程研究积累资料．     

隧道围岩压力与衬砌体受力特性原位测试

以工程实例为背景,对隧道洞口段施工过程中围岩的收敛变形,锚杆作用应力 ,初次衬砌、二次衬砌内的应力与变形,以及衬砌间的压力进行观测,取得大量的试验数据 ,并结合施工过程进行分析,为隧道衬砌设计和施工的安全可靠性提供科学依据和技术指导 ,为进一步的工程研究积累资料.     

浅埋暗挖地铁隧道衬砌的力学行为分析

为了了解软弱围岩下的浅埋暗挖隧道的衬砌的力学行为,利用大型的商业有限元程序ANSYS,分析在既有设计方案及支护条件下地方的衬砌的力学行为．本文在建立荷载一结构模型中的主动荷载加被动荷载模型基础上,给出衬砌的内力并验算其承载能力．并为同类地质条件下的隧道设计与计算提供一个可行的参考．     

Time-dependent safety of lining structures of circular tunnels in weak rock strataOA

Following tunnel excavation and lining completion, fractured surrounding rock deforms gradually over time; this results in a time-dependent evolution of the pressure applied to the lining structure by the surrounding rock. Thus, the safety of the tunnel lining in weak strata is strongly correlated with time. In this study, we developed an analytical method for determining the time-dependent pressure in the surrounding rock and lining structure of a circular tunnel under a hydrostatic stress fiel...     

电缆隧道结构分析与设计方法

本文以某电缆隧道工程背景,研究电缆隧道的截面优化选型和设计方法。对不同的隧道截面形状和壁厚在三种工况下分别进行对比,并建立隧道结构合理的力学分析模型,采用有限元法分析隧道结构的应力场和变形场,对比分析结构的变形与强度工作状态评价电缆隧道的安全性能。同时,分析不同断面形状的特征,按照造价最低的原则,选择隧道结构较为合适的断面形式和设计方案。     

巷道围岩渐进破坏的粘弹塑性软化分析

本文以岩石的变形与破坏特性为依据,提出了岩石渐进破坏的线性粘弹塑性软化模型;给出了综合考虑岩体蠕变、软化和膨胀特性的围岩性态解答。理论分析说明,巷道围岩的渐进破坏主要是岩体强度衰减和蠕变性质影响的结果。合理的支护设计应优先考虑到岩石内加固方法与外支撑方法的联合支护形式。     

隧道围岩-喷射混凝土界面应力解析

根据喷射混凝土支护隧道围岩的界面力学特点,考虑喷层与围岩结合界面受力和变形协调关系,并结合围岩承载拱效应,建立了围岩一喷层结构的复合曲梁共同承载模型,然后通过各微单元静力平衡推导复合曲梁的径向位移的控制微分方程,得到任意分布荷载作用下喷层与围岩界面应力以及喷层与围岩各自内力的解析式,可迅速获取喷层与围岩结合界面的力学状况,进而判断围岩稳定性与预测安全性,为隧道施工决策提供技术支撑。最后经隧道台阶法开挖的算例研究表明,喷层支护通过其与围岩的结合界面上传递应力使围岩内部形成压应力带,有利于围岩的稳定。     

压力隧洞仿真模型试验研究

采用仿真模型试验,对某工程压力隧洞普通钢筋混凝土衬砌和围岩系统在内水压力作用下的反映与相互作用机理进行了研究。为该工程压力隧洞衬砌型式的合理选择提供了依据。     

地下钢筋混凝土岔管应力分析

结合国内某抽水蓄能电站的钢筋混凝土岔管工程实例,提出了围岩、混凝土等材料的数值模拟方法,通过三维有限元线性和非线性计算,分析研究了地下钢筋混凝土岔管在施工、内压、外压等工况下,围岩、衬砌、钢筋的应力与变形,探讨了岔管受力和破坏的一些基本特性.     

大型地下洞室开挖数值模拟分析

以某水电站调压井大型地下洞室群施工为例,通过典型断面关键点位移、小主应力及安全系数随开挖步的变化,分析了开挖对大型地下洞室群围岩稳定造成的影响．数值计算表明,开挖过程中,围岩整体稳定性较好,但是围岩位移、小主应力随开挖步的不断递进而持续增大,关键点安全系数持续减小,最大位移与最大拉应力均位于调压井下部,分别为10．57mm及1．10MPa,局部关键点最小安全系数不满足规范要求,所以洞室开挖后需及时支护．计算表明,当二次衬砌高程大于关键点所处高程,该点安全系数明显增大,满足规范要求,且通过支护方案比选,调压井混凝土浇筑至625．5111高程是该工程最经济合理支护方案．     

新型单层冻结井壁膨胀及温度应力场数值计算研究

基于一种新型单层井壁结构,利用数值计算方法,对变温度、变弹性模量、变约束条件的井壁温度和膨胀应力场进行了深入研究,结果表明,加入膨胀剂的新型井壁径向在浇筑全程中均处于受压状态,井壁径向不会开裂;采用微膨胀混凝土能在井壁竖向产生最大约1．59MPa的压应力,有效防止了井壁温度裂缝的形成;温度拉应力仅出现在距井壁表面100mm左右,拉伸裂缝属于浅表裂缝,且井壁内缘的竖向配筋将有助于抑制水平裂缝的出现;微膨胀混凝土可以在井壁环向最大提供2．8MPa的环向压应力,使井壁在环向始终受压．研究结果对于单层井壁的设计与施工具有重要的指导意义．