矿山平行巷道开挖顺序数值模拟研究

以某煤矿地下车场3条主要巷道的开挖设计工作为工程背景,采用有限差分FLAC2D软件,对3条平行巷道的开挖顺序进行了数值模拟研究。通过对比分析不同开挖方案塑性区云图、巷道净变形量和最终变形量,表明采用左、中、右开挖顺序为最优方案。     

临近地铁隧道的深基坑开挖分析

随着城市发展和市区土地的紧缺，临近地铁隧道的城区将不可避免地受工程建设活动的影响。而基坑开挖将改变周围土体的应力状态，使临近隧道产生相应变形和内力，影响隧道的正常使用和地铁的安全。以上海某临近隧道的基坑工程为背景，采用Mohr-Coulomb弹塑性模型，运用有限元方法计算模拟了基坑开挖的不同阶段。分析结果与现场实测结果基本吻合，这表明有限元方法能很好地模拟此类问题并为工程的设计和施工提供理论和计算支持：同时也对不同的施工方案运用进行了数值模拟。模拟结果显示，此类工程施工时采用合理的开挖方式能显著地减少对地铁隧道的影响。     

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。     

隧道浅埋偏压段不同开挖工法数值模拟分析

浅埋偏压隧道开挖时围岩受力特征复杂,施工难度大,风险较高,选用合理可行的开挖工法可有效降低隧道冒顶、塌方等工程事故概率,保证施工安全.依托郑万铁路重庆段人和隧道,利用MIDAS/GTS有限元软件建立隧道三维数值模型,分析对比隧道在上下台阶法、双侧壁导坑法施工下拱部沉降量、围岩应力、塑性区等变化规律,选用符合浅埋偏压段地...     

我国水平巷道开挖和处置试验规划研究

我国拟采用水平处置作为传统竖向处置的替代方案,即将一系列容器处置在长水平巷道中,替代在竖直处置孔中处置单个容器的传统方法。与传统竖直钻孔处置方式相比,水平处置可以减少岩石开挖体积,对环境的影响较小,减少建造和运营期间对围岩地下水的影响,减少对回填材料的需求,节省经费。结合我国某高放地下实验室候选场址的地质条件,提出与水平开挖和处置试验相关的建议及试验规划。     

软岩隧道开挖方式的数值模拟研究

通过对某软岩隧道秉用二维有限差分法数值计算,介绍软岩隧道多种开挖方式下隧道周边围岩的应力、应变特征的对比分析,得出结论是：随软岩隧道开挖卸载顺序不同,隧道围岩应力集中的大小、产生时间、塑性区范围、围岩变形大小及其范围都存在明显差异。分析认为,在软岩隧道施工中减少开挖扰动次数和及时封闭初期支护,是控制软岩隧道变形和塑性区扩展的有效措施。     

隧道开挖方式对建筑物桩基影响的数值模拟分析

运用岩石破裂与失稳过程分析RFPA^2D系统以及FLAC^2D。程序对广州地铁二号线隧道通过电化教育学院录音楼引起建筑物桩基的变形与力学特性进行研究。RFPA^2D系统视材料为非均匀损伤材料，考虑修正后的Mohr-Coulomb准则(包含拉伸截断)作为单元破坏的强度判据，研究不同隧道开挖方式对建筑物桩基和地面移动的影响。分析表明，RFPA^2D系统是研究地表移动和破坏机理的适用工具。     

隧道三台阶七步法开挖数值模拟优化分析

以大潮高速黄坭权隧道为例,利用有限差分析软件FLAC~(3D),对施工过程中采用的三台阶七步开挖法进行数值模拟分析,从定性、定量方面评估隧道Ⅴ级围岩开挖过程中隧道力学行为,对开挖过程中开挖进尺、核心土长度、中下台阶间距提出了合理取值,并应用于施工实践。     

基于开挖卸荷效应的地铁隧道施工过程数值分析

 在地铁隧道实际施工过程中,围岩处于加、卸载的复杂变化过程中。隧道的开挖与支护过程是一个多步骤的、且上一步开挖都会对随后的各次开挖产生影响的复杂过程。依据地下工程问题的特点,即“先受力,后开挖,再支护”,描述并模拟地铁隧道开挖卸荷效应下的真实施工过程。对地铁隧道施工中开挖卸荷效应进行详细分析,提出模拟地铁隧道开挖卸荷效应的四阶段模拟方法。以北京地铁8号线二期01标段西清区间隧道为工程背景,对地铁隧道盾构施工真实过程和开挖卸荷效应进行数值模拟与计算。分析开挖面支护力、支护时机、填充注浆以及考虑与不考虑开挖卸荷效应等因素对地铁隧道开挖与支护的影响,获得基于开挖卸荷效应的地铁隧道盾构施工的围岩–支护作用机制。     

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。     

高速公路隧道开挖与支护力学行为研究

随着公路隧道开挖向长大型方向的发展，隧道的稳定性日益成为设计和施工的首要问题。选取京承高速公路何家沟隧道为研究对象，该隧道为上、下行分离式双洞单向隧道，开挖断面为直墒拱形。采用三维快速拉格朗日法，对公路隧道开挖与支护过程中的力学行为进行研究，获得隧道在动态分步开挖、分步支护的情况下围岩和支护结构中位移、应力的分布规律，同时给出隧道在无支护、初次支护和二次支护3个不同阶段围岩塑性区的分布状况及破坏机理。     

浅埋暗挖短台阶法隧道施工数值模拟分析

对某市地铁砂土地质的隧道,利用有限元软件,建立隧道弹塑性数值模型,研究短台阶法施工过程中地表沉降、拱顶沉降和水平收敛的发展规律,通过和施工实测数据对比,调整施工措施和方法,以确保施工安全性,为同类工程提供参考。     

地铁十字换乘车站施工关键技术研究

 随着轨道交通网络逐步形成,地铁枢纽换乘车站日益增多,经常遇到车站埋深增加、已运营车站近旁开挖、结构改建等技术难题。以上海市轨道交通大连路四平路枢纽换乘车站为依托,结合现场已有监测数据,确定各土层的计算参数,采用土体横观各向同性弹塑性模型和薄层单元接触面模型,对车站设计施工中新建车站穿越已建车站两侧基坑开挖、地下封堵墙凿除及换乘段结构受力体系转换等关键技术进行数值模拟。着重比较了运营车站两侧基坑对称开挖与非对称开挖对车站结构的不同作用,研究了换乘段两侧地下封堵墙凿除对运营车站轨道的影响,分析了上述关键工况引起的新、旧车站结构变形和内力变化的规律。研究结果表明,采用对称开挖、对称凿除封堵墙对运营车站结构更为有利。最后提出了对已运营线路和周边环境的保护建议。     

正断层活动对公路山岭隧道工程影响的数值分析

 根据渭河盆地正断层的结构特征及活动形式,采用有限元方法模拟正断层环境下公路山岭隧道衬砌的受力变形,针对断层错动量、断层倾角、隧道埋深以及隧道与断层的交角4个主要因素分别进行组合计算,并由此归纳出衬砌的破坏模式。结果表明4个因素对衬砌受力变形影响的敏感性依次减弱,在断层裂缝两侧各40 m的范围内是受力变形的集中位置,且当断层倾角小于50°时衬砌的受力类似于一端固定的悬臂梁。通过对衬砌的相对沉降量、纵向应力及剪应力的分析计算,将衬砌的主要破坏模式分为3类：在大纵向应力作用下,以拉张破坏为主、挤压破坏为辅的拉张–挤压型破坏,在大剪应力作用下发生的直接剪断型破坏,以及拉张–挤压与剪切结合的破坏形式。     

邻近隧道的岩质深基坑开挖影响研究

目前基坑开挖对邻近隧道的影响研究主要集中于软土地层,在土岩组合地层当中研究较少。以重庆临江门开挖深度近30 m、邻近隧道的岩质深基坑工程为例,运用数值模拟方法与工程现场监测成果对基坑开挖所造成的影响进行分析研究。研究结果表明：岩质基坑变形总体较小,支护桩加分阶预留岩墙作为围护体系比较有效,支护结构变形主要集中于土层部分;有邻近隧道时,拱圈所对应支护桩弯矩比无隧道时要大,直墙段所对应支护桩弯矩比无隧道时要小;由于受连续介质及隧道几何形态的影响,隧道会改变位移场传递的方向,并且竖直方向改变大于水平方向,隧道主要表现为横向变形。衬砌拱顶、左拱脚、左墙中的弯矩明显增加,隧道具有明显的偏压效应。     

过街隧道施工对地下管线影响的三维数值模拟

 采用三维有限元方法分析过街隧道施工引起的相邻地下管线变形和受力,研究路面、管线材质、管线埋深、管线与隧道轴线间距以及管线与土体弹性模量比等因素对地下管线位移的影响,并与实测值进行比较。研究结果表明：有限元模拟结果与实测值较吻合,略大于实测值;路面的存在使浅埋管线的位移变小、沉降槽宽度变窄;隧道开挖引起的管线水平位移远小于竖向位移;与隧道垂直管线的竖向位移和水平位移最大值与管线埋深基本呈线性变化,且随着管线与土体模量比的增大逐渐减小;与隧道平行管线的最大竖向位移和水平位移值均随管线间距和埋深之比(L/h)增大而减小,最大水平位移值与L/h值基本呈线性关系,最大竖向位移值在L/h＜10时迅速增大;管线最大拉应力和压应力均随着L/h值增大而减小,当L/h＜5时急剧增大,当L/h≥5时缓慢减小,且应力值比较小。     

悬吊锚筋桩应用于隧洞进出口围岩加固的研究

 首先对悬吊锚筋桩数值模拟方法及力学参数取值问题进行分析,然后通过对一简单悬吊锚筋桩算例进行参数敏感性分析,分析结果表明：是否考虑灌浆环的摩擦作用对计算结果的影响很大,因此在悬吊锚筋桩的数值模拟过程中合理地模拟灌浆环非常重要。最后,对糯扎渡水电站1#导流隧洞进口0+015 m剖面不同条件下隧洞的开挖支护进行数值模拟,重点分析围岩和加固措施之间的相互作用及悬吊锚筋桩对顶拱围岩变形的影响。计算结果表明：悬吊锚筋桩能够有效地控制隧洞进口段顶拱的沉降变形。     

大断面隧道爆破开挖围岩损伤范围试验研究及数值计算

 结合大帽山大断面隧道群的现场声波监测,研究推进式往复爆破作业的双侧壁导坑法施工的大断面隧道的围岩累积损伤范围,声波监测结果表明,在推进式的多次爆炸荷载作用下,围岩将产生一定程度和范围的损伤;侧壁围岩的累计损伤范围主要由与其齐平的导洞I的开挖掌子面爆破决定;其损伤范围随着导洞I开挖掌子面的接近而逐渐增大,当两者齐平时围岩的损失范围达到最大;但当导洞I开挖掌子面逐渐远离和导洞III爆破开挖通过时,围岩的损伤范围并没有扩大,仅导致损伤围岩的损伤程度增大。基于此,在模拟推进式往复爆破荷载作用下围岩的损伤范围时,用与监测断面齐平的单次爆破近似表示推进式的多次爆破,通过DYNA软件将此决定围岩损伤范围的振动速度转化为爆炸压力,再将爆炸压力传递给用UDEC软件实现的各向异性岩体损伤模型,通过与声波监测结果对比,此方法可以较好地模拟推进式往复爆炸荷载作用下围岩的累积损伤范围,并可为类似工作提供参考和借鉴。