隧道开挖穿越采空区变形破坏规律研究

为了研究隧道开挖穿越采空区工况下的变形破坏规律,本文以宜毕高速公路张基屯隧道为工程背景,利用FLAC 3D数值计算软件建立隧道穿越采空区数值计算模型,对比分析隧道开挖过程中有无采空区条件下的竖向位移、水平位移和塑性区变化规律,及采空区的存在对隧道施工的影响.研究结果表明:由于采空区的卸载作用,隧道开挖过程中有采空区影响...     

邻域基坑开挖卸荷对既有隧道位移影响规律研究

邻域基坑开挖卸荷引起既有隧道变形的工程案例越来越多,但既有研究中往往针对单一工程案例分析,缺乏不同工程的对比研究。本文通过对全国各地区的40个工程案例进行统计分析,研究了基坑开挖面积、开挖深度、基坑与隧道的水平净距和竖向净距4个因素对于隧道水平与竖向位移的影响规律,发现基坑开挖面积对隧道位移的影响较为复杂;随着隧道与基坑的水平或竖向净距的增加,隧道水平位移会减小;而随着基坑开挖深度的增加,隧道水平位移逐渐增加;当竖向净距为正值并较大时,隧道会隆起;当竖向净距为负值并较大时,隧道会沉降;当竖向净距绝对值较小时,隧道竖向位移没有明显规律。研究结论可为类似工程提供一定的参考价值。     

基坑开挖对邻近地铁盾构隧道变形以及内力的影响研究

为研究新建基坑对邻近地铁盾构隧道变形以及内力的影响,基于某商务楼基坑,采用FLAC 3D对基坑开挖过程中邻近两条地铁盾构隧道的位移、轴力以及弯矩的变化规律展开了数值模拟分析,得到了以下结果:(1)随着基坑开挖深度的增加,邻近两条地铁盾构隧道的水平位移将不断增大,当基坑开挖完成后,隧道结构水平位移在靠近基坑一侧的拱腰处最大,在拱顶处次之,在远离基坑一侧的拱腰处则最小;(2)基坑的开挖使得靠近以及远离基坑的两条隧道轴力值分别减小了60kN ～ 100kN和30kN ～ 60kN,而弯矩值却分别增大了0.4kN·m ～ 16kN·m和10kN·m ～ 20kN·m;(3)隔断桩的设置限制了基坑周边土体向坑内的流动,使得盾构隧道最大水平位移减小了31%,最大竖向位移减小了20%,最大弯矩减小了6%。     

地铁车站深基坑开挖稳定性与抗震分析

以合肥市轨道交通4号线金寨路站深基坑为背景,利用FLAC 3D软件建立了地铁车站深基坑的数值计算模型,分析了基坑开挖过程中基坑周边土体和桩体的竖向位移、水平位移和支撑轴力,并进一步研究了地震荷载作用下基坑主体结构的竖向位移、水平位移和内力.研究结果表明:基坑开挖过程中,最大地表沉降、桩体水平位移和支撑轴力分别为33.6...     

大面积土体加卸载对基坑与邻近隧道变形的影响研究

郑州站东广场下设两条地铁隧道,南北两侧开展深基坑施工并且地表可能有大面积土体堆积。以此为背景建立了大面积土体加卸载对基坑与邻近隧道的数值计算模型,在模型准确性验证的基础上,分析了基坑和隧道的变形规律,研究了有无堆土对基坑与隧道变形的影响以及南北量测基坑开挖顺序对隧道变形的影响。研究结果表明：(1)基坑的最大水平位移、沉降、隆起值分别为9.1 mm、106.6 mm和27.1 mm;隧道的最大水平位移、竖向位移分别为7.2 mm和5.5 mm,无安全稳定性隐患。(2)大面积土体加卸载条件下,基坑围护结构的位移、地表沉降、隧道结构位移分别比无堆土条件下小8%～20%、20%以及10%～16%。(3)从土体变形量控制以及围护结构均匀受力的角度考虑,南侧基坑先于北侧基坑开挖更有利于基坑和隧道的稳定性。     

侧面溶洞对双连拱隧道中隔墙的影响研究

在宜叙高速石人山岩溶双连拱隧道施工期间,曾预报并揭露侧面溶洞,类似工程报道较为罕见,给隧道施工带来一定的安全隐患。本文利用FLAC3D设计并实施二维数值试验,模拟双连拱隧道在侧面溶洞的影响下的开挖过程,对中隔墙的受力和变形进行了分析,结果表明:侧面溶洞的存在使得中隔墙存在明显偏压,中隔墙中部垂直应力呈现带状分布,近溶洞侧最大,中隔墙中部向远离溶洞方向发生变形,增大靠近溶洞一侧中隔墙的配筋强度可提高其稳定性。该研究为我国岩溶隧道的建设有重要的参考和借鉴价值。     

城市道路基坑开挖对临近地铁隧道影响研究

研究深基坑开挖变形模式和破坏机理对城市地铁隧道的影响。基于土体的莫尔库仑剪切第3主应力破坏条件,通过MIDAS/GTS建立基坑开挖对临近地铁隧道的数值模型,控制基坑和地铁隧道的位置关系,观察预设观测点的位移变化,得到基坑开挖对临近地铁隧道的影响。结果表明：基坑开挖打破了原状土层应力状态是影响地铁隧道的主要因素,即第3主应力的释放;通过控制变量法控制基坑和隧道的位置关系L₁和L₂来观测隧道断面位移变化可为实际工程提供指导意义;随着基坑与地铁隧道间距的变化靠近基坑的观测点B偏移量较大,并通过观测发现加固基坑底部对控制临近土体的偏移具有很大帮助;改变基坑和地铁隧道竖向位移关系时,观测点的竖向偏移较大而水平偏移较小,主要是由于基坑底部的卸荷引起的土层偏移。     

偏压小净距公路隧道施工围岩变形破坏规律研究

为了研究偏压小净距公路隧道施工对围岩变形的影响规律,以黄家夼隧道为研究背景,利用FLAC 3D建立数值模拟模型,对比分析先内后外、先外后内和同时施工三种施工方案的内外侧隧道位移、中间岩柱最大竖向应力和坡面最大位移,找出了最优的施工顺序;研究不同施工步骤下,隧道围岩的位移、塑性区、中间岩柱竖向应力以及边坡稳定性变化规律。结果表明:偏压小净距隧道选择先内后外的施工顺序对保证隧道安全最为有利;围岩稳定控制的要点在于减小隧道上方的围岩位移,必要的情况下可以对其进行超前注浆加固;中间岩柱的应力和塑性区随岩柱宽度的减小而增大,且易在施工过程中发生破坏,应进行喷射混凝土、打锚杆、注浆等加固处理;隧道施工前后,边坡的安全稳定系数分别为1.86和1.91,这表明在足够支护强度条件下,隧道施工有利于山体边坡的安全。     

某深基坑复合土钉墙支护结构变形的数值模拟分析

复合土钉墙支护在深基坑工程中应用广泛,但目前对其变形及内力研究较少,本文结合支护形式为钢管桩-预应力锚杆复合土钉墙的深基坑开挖工程,基于FLAC 3D建立三维有限元模型,研究了开挖关键步骤边坡坡顶的水平和竖向位移、锚杆与土钉轴力,并将有限元模拟计算结果和现场监测数据进行对比分析.结果表明:开挖完成后,最大竖向和水平位移...     

隧道开挖引起地下管线竖向位移的初参数法求解

现有解析法对隧道开挖导致临近地下管线产生位移的分析较少且考虑影响因素不全面.针对这一问题,在W inkler弹性地基梁理论基础上,建立管线竖向位移的计算模型,提出求解隧道开挖引起的临近地下管线竖向位移的初参数法.通过采用ABAQUS软件中的管土相互作用模块进行管线变形的有限元数值模拟,验证了计算方法的正确性.工程实例的计算结果和实测数据的对比表明文中计算方法的合理性.初参数法综合考虑管线和土体双重因素的影响,克服了已有方法的局限性,且计算结果符合实测管线位移小于自由场土体位移规律.     

上覆溶洞影响下高速公路隧道开挖稳定性研究

为了研究高速公路隧道上覆溶洞开挖的围岩稳定性及突水危险性,本文利用FLAC 3D数值计算软件建立了隧道上覆溶洞开挖的数值模拟,分析了溶洞影响下隧道开挖过程中应力、位移和塑性区变化规律,给出了隧道易发生失稳的位置,研究了溶洞影响区隧道的涌水量变化规律.研究结果表明:(1)溶洞的存在会导致隧道上方与溶洞之间的岩体产生附加应...     

超大断面隧道临近溶洞围岩突水失稳破坏特征分析

为了研究超大断面隧道临近溶洞掌子面开挖的围岩突水失稳破坏特征,本文以武深高速李洞隧道为背景,利用FLAC 3D数值模拟软件建立了数值计算模型,分别分析了围岩应力、位移、塑性区和涌水量等关键因素随隧道开挖的变化规律,研究了溶洞水压对隧道围岩稳定性的影响规律。研究结果表明：(1)当掌子面距离前方岩溶隧道小于6 m时,掌子面与溶洞之间的围岩应力最大值达到6.32 MPa,掌子面最大位移迅速增大至约200 mm;(2)当掌子面距离溶洞-18 m～-8 m时,隧道掌子面涌水量处于200 m³/h以下,当掌子面距离溶洞-8 m～-2 m时,涌水量迅速增大至7371 m³/h,势必发生突水事故;(3)隧道掌子面最大位移和涌水量均与溶洞水压呈指数式增长关系,掌子面开挖遇前方有溶洞应采取疏水降压以及补强掌子面岩体的措施。     

基于主筋轴力长期监测的连拱隧道浅埋段中隔墙受力特性研究

为了研究双连拱隧道浅埋段中隔墙的受力特性，依托兴义北环线马岭峡谷隧道，在隧道施工全过程对其浅埋段K10+125断面的中隔墙主筋轴力进行监测分析。分析发现中隔墙各主筋轴力监测点轴力的发展呈现出明显的阶段性特征，其中先行洞靠近中隔墙部分上台阶开挖与初支、后行洞靠近中隔墙部分上台阶与下台阶开挖与初支对中隔墙受力有比较大的影响；先行洞（右洞）靠近中隔墙部分上台阶开挖与初支阶段是造成中隔墙偏压的主要原因；在整个施工过程中中隔墙主筋最大轴向压力不超过25kN，其压应力不超过65MPa，混凝土压应力不超过8MPa，远低于材料的极限压应力。这说明材料强度并不会对中隔墙受力造成影响，水平荷载造成隧道浅埋段中隔墙的稳定性问题才是关键。     

双隧道结构及稳定性开挖影响因素的数值研究及敏感性分析

双隧道的设计、开挖和建设一直以来都是国内外学者研究的重点话题,影响双隧道的影响因素很多,每一种因素都有可能导致隧道的开挖出现不可预见的问题。因此采用室内岩石力学试验、FLAC 3D数值模拟以及决策理论等技术手段对常见的影响双隧道稳定性的拱顶曲率、双隧道间距、隧道仰拱曲率、开挖岩层内聚力以及隧道的长度等5种影响因素进行研究分析,并得出影响双隧道开挖时的最敏感因素。结果表明：随着隧道拱顶曲率的增加,其拱顶位移、最大主应力以及最大垂直应力均呈下降趋势,其中部岩柱的最大垂直应力呈上升趋势;双隧道间距以及其他3种影响因素的改变,均会对双隧道的开挖产生各自不同的影响。同时在此基础上,采用决策理论思想构造判断矩阵,对5种影响双隧道开挖的因素进行了敏感性分析,并根据最大隶属度原则确定了拱顶曲率的设计为影响双隧道稳定性的最敏感因素。研究结果为今后双隧道的设计、开挖、科研以及检测方面提供了科学依据。     

不同开挖方法对富含节理地区隧道施工稳定性影响研究

以片麻岩地区公路隧道开挖为例,重点分析了不同节理倾角和不同开挖方法(全断面法、三台阶法和留核心土法)对隧道施工稳定性的影响,得到以下结论:从竖向位移和塑性区发展来看,倾斜片麻节理构造对隧道稳定性影响较大,施工时应进行高度重视;3种方法施工时,隧道拱顶、左右拱腰和左拱脚均下沉,拱底发生隆起;对于右拱脚,先隆起后沉降,这是...     

改性加固土抗压/粘聚/内摩擦等性能测试及基坑应用验证分析

水泥加固土技术在我国沿江、沿湖、沿海地区的城市建设中得到了广泛的应用。基于以春申湖路快速化改造工程5号节点基坑为研究背景，开展了水泥土密度、抗压强度、粘聚力和内摩擦角等物理力学性能测试，在此基础上建立了实际工程水泥土加固应用数值模型，分析了基坑土体及周边隧道在加固前后的位移变化规律。研究结果表明，水泥土搅拌桩的密度、无侧限抗压强度、弹性模量、粘聚力、内摩擦角均随水泥掺量的增大而呈线性增大。采用3轴水泥土搅拌桩以及MJS工法对春申湖路快速化改造工程5号节点基坑进行组合加固后，基底最大隆起值减小79.2%,4号线盾构隧道管片衬砌最大竖向位移和水平位移则分别减小79.7%和68.3%。     

隧道开挖进尺对衬砌结构的影响研究

本文利用大型有限元软件ANSYS对隧道合理的开挖进尺进行三维数值模拟,得出不同开挖进尺对有衬砌和无衬砌情况下隧道围岩与支护结构的位移、应力的变化规律,据此合理确定隧道的开挖进尺,充分发挥围岩的自承能力,优化隧道的施工设计,降低建设成本。     

深基坑开挖对下卧地铁隧道变形正交敏感性试验研究

基于正交试验方法,以基坑场地初始水位、降水深度、土体渗透系数、隧道顶与基坑底高差为因素,把隧道最大变形、地表最大沉降、基坑底部最大隆起作为分析隧道和基坑变形的三项指标,利用数值分析方法对深基坑开挖引起下卧地铁隧道变形和基坑稳定性进行了分析,利用正交敏感性试验分析各因素在基坑开挖过程中对下卧地铁隧道变形影响的重要性次序....     

盾构施工对临近地层影响的近场动力学分析

针对传统的有限元方法在面对不连续情况时会出现奇异性这一问题,本文采用基于非局部作用思想建模的近场动力学方法研究了地铁盾构开挖问题,并完善体积修正公式,建立能够考虑隧道开挖过程中衬砌、注浆层作用的近场动力学模型。结果表明:近场动力学解与有限元解在临近地层位移的影响上呈现出相同变化趋势;盾构隧道开挖引起隧道上方土体沉降,下方土体隆起,左右两侧土体向隧道中心方向移动。近场动力学结果与现场实测结果的对比分析表明近场动力学方法在盾构施工模拟中具有较高的精度,在隧道工程施工的数值模拟研究领域具有应用前景。     

隧道竖向位移监测精度浅析

本文根据台州市域铁路S1线羊头山隧道工程竖向位移监测情况,从监测网布设、控制点布设及其保护、监测方法及精度、监测数据分析等方面阐述了隧道工程竖向位移的监测方法,重点分析了隧道工程竖向位移监测数据精度,希望可以通过这种方式有效地控制工程施工效率和进度,保证施工质量和安全。