不同载荷释放率围岩受力状态的研究

根据围岩参数三维数值模拟隧道全断面开挖确定荷载释放率,并且利用确定的释放率模拟分析了隧道开挖时支护结构的受力状态,对隧道开挖过程进行仿真分析,得出一些有指导意义的结论。     

岩溶隧道带压溶腔对围岩稳定性影响分析

以某3车道大断面公路隧道工程为对象,采用有限元软件FLAC3D数值模拟施工中掌子面前方遇到带压溶腔的情况,计算隧道开挖至安全距离时,掌子面前方溶腔水压力变化对隧道围岩稳定的影响分析。计算结果表明:溶腔压力变化会造成掌子面位移的变化,从而释放周围应力;掌子面位移的变化情况是影响围岩压力及围岩应变的主要因素,而溶腔压力自身的大小为次要因素。     

比较分析应力释放率对围岩位移的影响

随着隧道开挖掌子面的推进,将会引起围岩应力的释放,届时岩体的应力将会进行重新分布,甚而当此应力重分布达到某一极限超越围岩强度等级,将产生严重的后果。此时围岩的位移也会变化,尤其顶部位移更需考虑,现在主要考虑应力释放率对围岩位移的影响。     

大断面软岩隧道开挖空间效应影响分析

以长城岭软岩隧道为背景,通过现场监测和数值模拟,分析了隧道施工过程中围岩变形的三维空间演化规律,得出不同施工工法、断面尺寸和围岩等级对隧道开挖面空间效应的影响;结合正交实验和极差分析得到三类因素对开挖面空间效应影响的优先次序.结果表明:开挖面从逼近监测断面到通过监测断面再到远离,围岩主要经历了预变形、急剧变形和变形稳定...     

浅埋大断面隧道围岩稳定性数值模拟及现场监控量测

浅埋大断面隧道由于开挖断面大、埋深浅、围岩物理力学性质差,开挖后容易产生大变形及变形速度过快,严重影响施工进度和施工安全.本文基于RFPA数值模拟软件,模拟了隧道开挖时掌子面围岩的应力、位移及变形破坏特征;在数值模拟的基础上采用应力和声发射联合法对隧道现场开挖围岩的应力和岩体应力调整进行监测,分析开挖过程中岩体变形与时...     

爆破参数对隧道近区支护结构的影响

为了研究爆破对隧道近区支护结构的影响,以高速公路隧道为工程背景,通过监测围岩压力和隧道变形来反映爆破对支护时机的影响,利用应力释放法通过数值计算对隧道开挖过程以及支护情况进行仿真模拟。     

西安地铁区间隧道开挖过程中的数值模拟研究

利用数值模拟方法进行隧道开挖过程模拟分析。通过计算,分析不同开挖步骤中隧道围岩应力的变化以及进行加固施工前后围岩的应力和位移的变化比较,得出暗挖隧道在开挖过程中的应力变化规律,为施工提供一些参考和依据。     

大跨度小净距隧道围岩应力计算方法

隧道施工过程中,围岩应力和变形是反映施工安全的2个指标。笔者分别以某3线大跨度小净距隧道和某立交小净距隧道的施工为例,利用圆形洞室围岩应力计算公式进行简化解析计算,得到的结果与数值模拟分析结果相差不大。说明该应力计算方法可以简易快捷地计算多隧道开挖过程中最大围岩应力发生的位置及其数量级,从而为隧道的开挖顺序、步骤以及支护方案的确定提供参考。     

深埋交叉隧道动态施工力学行为研究

分离式独立双洞之间的横通道开挖,再一次引起主隧道围岩和支护结构的应力释放与重分配,引起交叉段附近岩体与支护结构力学行为发生变化。结合高地应力区深埋隧道工程,通过3D弹塑性有限元数值仿真模拟,分析横通道不同施工方案和动态施工过程对主隧道围岩与初期支护结构力学行为的影响。分析结果显示,横通道的开挖对围岩应力和位移影响较大,对交叉侧主隧道侧壁初期支护应力及交叉对侧主隧道侧初期支护σ3和XY平面的剪应力影响较大。为深埋隧道交叉段监控量测系统的设计、施工方案优化及安全控制提供了依据。     

三心圆拱断面隧道围岩黏弹性位移解及应用

基于弹性力学的复变函数方法和弹性-粘弹性对应原理,将物理平面(z平面)上三心圆拱断面隧道围岩区域映射到计算平面(ζ平面)上单位圆外域,并用2个应力函数表示围岩的应力、位移及其对应边界条件。考虑临近开挖面的空间影响效应,将其以应力释放率表示,运用幂级数解法、Laplace变换等手段给出了三心圆拱断面隧道围岩的粘弹性位移解析解,并与数值解对比验证了理论解的正确性。将该方法应用于杨林隧道,分析了围岩粘弹性变形规律,揭示了隧道开挖面推进速度、空间影响效应、侧压力系数对隧道围岩粘弹性位移的影响规律,对类似断面隧道围岩粘弹性变形分析具有普遍应用价值。     

管棚支护因素在多种工况下有限元分析

采用数值分析方法,对隧道开挖管棚支护进行了三维有限元模拟,分析了开挖进尺、钢管直径、管间距、注浆层厚度、混凝土强度、断面跨度和围岩等级因素对管棚支护的影响效果,得到了不同因素的围岩沉降位移和支护结构的内力情况。     

支护时机对围岩稳定性的影响研究

随着地下洞室的开挖,洞周初始地应力得到释放,围岩发生变形。作者通过采用考虑地应力释放率,建立三维FLAC~(3D)数值模拟模型,以摩尔-库仑强度准则为屈服条件,考虑开挖过程中不同的支护时机对隧洞围岩稳定性的影响,分析比较围岩应力、塑性区、位移及锚杆轴力随地应力释放率的变化规律,以充分发挥围岩和支护的共同承载能力。     

大湾沟隧道开挖顺序FLAC~(3D)数值模拟研究

隧道的不同开挖顺序对围岩的变形及后续支护工作具有重要的影响,但由于隧道开挖顺序主要依赖于工程类比和现场量测设计方法,不能很好地选出合理的开挖方案。应用FLAC3D对大湾沟隧道不同开挖顺序进行模拟,通过综合分析不同开挖顺序的隧道围岩位移、塑性区、围岩应力等指标,从而确定大湾沟隧道开挖顺序的最佳方案。     

贵阳地铁2号线下穿铁路桥三维数值模拟分析

文章以贵阳地铁2号线下穿既有川黔铁路桥为工程背景,运用FLAC 3D有限差分软件,分析了在不同应力释放率的情况下,隧道下穿施工对桥梁沉降和拱圈应力的影响,提出了相应的位移和应力控制要求,为隧道安全施工提供依据。研究表明:隧道开挖时围岩压力释放率越大,铁路桥产生的沉降越大,且桥体沉降随着与隧道开挖面的距离增加而减小,桥梁拱圈基本以受压为主;对比不同围岩压力释放率下的桥面沉降和拱圈应力,按设计方案施工时,隧道围岩压力释放率约为70%。实际施工时,围岩压力释放率应通过观察桥梁沉降获得;建议采用隧道左右线掌子面错开施工,及时施作初期支护等措施来保证既有铁路桥的运营安全。     

大横琴山隧道大跨段施工变形受力分析

为研究大横琴山一号隧道施工时围岩位移及应力变化规律,采用有限元模拟软件,对大横琴山一号隧道进行三维数值模拟,得到隧道围岩竖向位移云图、地表沉降及围岩应力云图。结果表明:在右半导洞开挖时隧道上方竖向位移呈扇形分布,左半导洞开挖时呈树杈形分布;在开挖完毕后,先开挖部分的围岩应力较后开挖部分的围岩应力大。     

“红层”软岩隧道进口段CRD法数值模拟及现场实测研究

受岩体赋存条件、隧道设计和施工方案等因素的共同影响,软弱围岩在隧道开挖应力重分布过程中较易发生塌方破坏,尤其是在隧道洞口段部分。本文结合具体工程实践,对软岩隧道进口段CRD法施工过程进行了非线性数值仿真模拟和现场实测分析,在此基础上开展了隧道围岩和支护结构的施工力学行为和变形性状的研究。研究结果表明:(1)由于隧道围岩较为软弱,隧道施工对周边围岩变形影响较大,纵向约2倍洞径、横向一倍洞径为施工的强烈扰动区域,施工时应加强支护;(2)隧道施工后,拱顶处围岩应力由于围岩变形释放使得其值大幅度减小,而拱腰处岩体应力上升,并出现塑性破坏,故在实际施工时应对该部位加强支护;(3)采用CRD法施工后,实测围岩变形在隧道开挖约20天后趋稳,而围岩压力、钢拱架和初期衬砌受力均在隧道开挖后的前10天内受力增幅最为明显,之后才逐渐趋稳。     

小净距隧道开挖方法的研究

本文利用ANSYS软件对小净距隧道在不同开挖方法下的围岩的变形及应力进行数值模拟。通过对先开挖隧道位移变化特征、围岩应力进行研究,得出Ⅲ级围岩条件下小净距隧道的合理开挖方法。     

大跨度小间距隧道开挖围岩稳定性分析

大跨度小净距隧道开挖对岩土体扰动较大,其开挖过程的稳定性问题一直是人们关注的焦点之一。以大帽山隧道为研究对象,选择V级围岩采取CRD法开挖为研究目标,运用FLAC软件对隧道开挖全过程进行数值分析,结果表明新建隧道采取CRD法开挖围岩竖向应变大于水平方向,有利于减小围岩扰动程度并充分发挥自身稳定性,拱腰和拱底围岩应力释放较大,开挖过程中应加强支护刚度,研究成果可为施工过程中有效控制围岩应力、应变提供借鉴。     

暗挖黄土隧道围岩与支护结构相互作用分析

以西安地铁三号线某区间暗挖隧道为工程依托,通过数值模拟分析与收敛监测相结合的方式,研究了隧道围岩压力随着开挖过程的变化,分析了隧道支护结构受力特性,结果表明,随着隧道的开挖,围岩应力逐渐释放,围岩的最大接触压力逐步由上向下转移,并且不是完全对称分布的。拱腰处受力往往最大,在隧道设计及施工中应予以高度重视,对支护结构进行加强设计或采取其他安全措施。     

超大断面隧道围岩的稳定性分析

根据地下结构设计理论和岩石屈服的Dmcker—Prager准则,考虑到围岩的自身承载能力,采用有限元对广西柳州一处公路隧道围岩的稳定性进行了分析。考虑到开挖方式、开挖顺序对围岩稳定性的影响,对围岩的开挖过程进行模拟。确定不同开挖方式下隧道围岩的位移、应力状态,以及位移、应力状态随时间的变化规律,为隧道施工过程中开挖方案的制定、支护时间的选取提供了依据。