隧道开挖问题的水力耦合计算分析

隧道工程中的地下水问题是富水地层中普遍存在的重要问题,地下水流动对隧道围岩稳定性有重要影响。本文利用解析法给出了饱和孔隙介质地层中考虑地下水渗流力作用下的应力。位移表达式;提出了隧道水力耦合数值分析中的耦合计算模型的建立方法并进行数值模拟分析。数值计算结果表明在考虑渗流影响条件下,隧道周边位移最大增加17．0％,最大剪应力最大增加10．3％。在不考虑衬砌条件下,由于渗流引起的渗流力增加了围岩的应力、位移,从围岩-支护结构共同作用原理考虑,进行隧道支护结构设计时是应该考虑渗流效应的。     

公路黄土隧道洞口坍塌原因分析及处治研究

针对霍州—永和关高速公路东段偏关连接线庄王2号隧道在黄土梁地区修建过程中洞口段衬砌发生大变形及地表开裂等现象,结合隧址区的地形地质情况、隧道施工开挖、衬砌支护等进行分析,并对黄土隧道的施工提出几点建议,以供类似工程借鉴。     

隧道穿越滑坡体失稳机理及处治技术

针对隧道穿越大偏压、潜在滑坡体而造成隧道局部出现裂缝、变形等工程问题,文中以韶新高速公路寒山口大断面隧道为工程背景,通过现场调查和监控量测,研究隧道洞口及滑坡的变形情况,分析隧道洞口滑坡的诱发因素及形成机理,并提出有效的处治措施及监控技术。研究结果表明,隧道在穿越潜在滑坡体时发生较大的挤压变形（最大变形量为44.4cm,最大变形速率为30mm/d）;洞口滑坡是由偏压地形、不利的工程地质、施工扰动、降雨等因素综合导致;通过采取裂缝封堵、洞身加强、坡脚加固的临时紧急措施和预应力锚索框架梁、洞内注浆、超小导管支护等综合处治措施,隧道及滑坡的变形得到有效控制。研究结果可为类似工程提供参考和借鉴。     

黄土公路隧道洞口段变形规律测试研究

为研究黄土公路隧道洞口段的变形规律,以陕西境内吴子高速公路刘家坪2号隧道右线为依托,采用现场监控量测的方法,对洞口段的净空收敛、围岩内部位移及拱部下沉进行测试。结果表明：(1)从同一时刻2个断面拱部下沉和净空收敛的数据来看,拱部下沉明显大于净空收敛,因此施工中应以控制拱部下沉为主;(2)变形数据的规律反映洞口段的地形偏压情况;(3)洞口段拱部下沉时态曲线为基本稳定型,主要标志为下沉时态曲线平缓上升,但变形速率逐渐下降,表明该段黄土地层趋于稳定状态;(4)2个断面的6条拱部下沉时态曲线的规律基本相同,表明虽然经历边墙和仰拱施工等巨大的空间变化,但下沉时态曲线无明显突变,表明马兰组新黄土地层的位移规律,其时间效应比空间效应显著。研究结果可为洞口段的设计与施工提供理论依据,为类似隧道工程洞口段的建设提供借鉴。     

黄土隧道洞口浅埋段塌方冒顶处治及效果分析

针对十天高速公路某黄土隧道左线出口发生塌方冒顶事故的处治工程,分析隧道发生塌方冒顶的主要原因,提出采用小导管注浆加固围岩、洞内与地表共同治理的综合处治措施,并结合塌方段原设计初期支护强度不足的工程实际提出了3种初期支护方案; 利用数值分析软件FLAC 3D,对3种初期支护方案下隧道在开挖过程中围岩及支护结构的受力和变形情况进行分析。结果表明:采用工况1(I25a型钢钢架+厚30 cm喷射混凝土)初期支护体系刚度偏大,初期支护承载力存在富余,工况3(I20a型钢钢架+厚25 cm喷射混凝土)初期支护体系刚度偏小,为了保证隧道施工安全,并考虑到施工成本,应采用工况2(I22a型钢钢架+厚28cm喷射混凝土)初期支护体系; 现场监测数据表明,经过处治后隧道变形较小,最大拱顶沉降为16.4 mm,最大拱顶沉降速率为2.2 mm·d^-1,最大周边收敛为11.3 mm,最大周边收敛速率为1.6 mm·d^-1,且最大地表沉降为46.6 mm,相关变化值都在标准范围内,说明处治效果良好; 研究结果可为黄土隧道塌方冒顶的预防与处治提供借鉴。     

冻融作用下黄土隧道洞口段应力问题研究

通过应用ABAQUS数值模拟方法,分析了冻融作用下黄土隧道洞口段水平应力和竖直应力的变化情况,研究得出:在历经冻融循环作用后,黄土隧道洞口段最大水平拉应力和最大水平压应力均逐渐减小。随着冻融次数的增加,隧道拱顶水平压应力、底面中部水平压应力、最大水平拉应力及最大水平压应力均逐渐减小,而拱顶竖直压应力与最大竖直压应力也逐渐减小。可知,冻融作用对黄土隧道拱顶处的竖向承载能力产生了一定的削弱作用。     

新建黄土隧道洞口边坡稳定性分析

在计算机数值分析技术不断进步的背景下,新建黄土隧道洞口边坡稳定性分析也取得了较多成果.以银西铁路陕西段5标新建黄土隧道施工为例,利用ADINA有限元软件中ADINA-FLAC转换接口程序+FLAC3D程序分析方法,构建了新建黄土隧道洞口边坡稳定性分析模型,剖析了新建黄土隧道洞口边坡稳定性影响因素,并对新建黄土隧道洞口边...     

隧道工程中水力耦合问题的探讨

在回顾岩土工程中流固耦合问题研究现状基础上,重点介绍了隧道工程中流固耦合问题的研究现状及存在的问题。提出了隧道工程中流固耦合问题有待研究的内容,这将有助于隧道设计与施工水平的提高。     

黄土隧道施工期间仰拱底鼓机理及控制技术研究

为研究甘肃某在建高速公路黄土隧道施工期间仰拱底鼓机理,通过数值模拟研究台车和二衬自重、墙脚地基承载力和仰拱受力变形的关系。研究表明,隧道仰拱底鼓由墙脚地基承载力不足引起。根据对仰拱底鼓机理的研究,提出“锁脚钢管桩+钢筋混凝土底板”控制技术,经现场验证,该方案经济、合理,可供类似工程借鉴。     

黄土隧道施工中的安全控制要点及处治措施

黄土的湿陷性对工程建设影响很大,隧道施工中的安全控制是施工管控中的重点。介绍了黄土隧道施工中的洞口施工、洞体开挖、附属洞室施工等工序中的安全控制要点,以期借鉴。     

铁路黄土隧道洞口设计要点探讨

针对铁路黄土隧道洞口,总结理论研究及工程经验,提出了对隧道洞口位置、洞口边仰坡坡率、洞门结构型式、洞口段深浅埋界定等内容的设计要点,可供设计参考。     

不良地质条件下某隧道洞口处治技术

洞口开挖破坏了原有的稳定状态,加之洞口段围岩条件的复杂性,极易造成洞口段岩层的失稳。结合不良地质条件下某隧道洞口开挖时覆盖层坍塌的情况,通过对洞口段处治过程进行分析,提出了洞口失稳的综合治理方案,取得了较好的效果。可供同类隧道地质灾害处理借鉴和参考。     

浅析公路黄土隧道施工要点

本文重点分析了黄土地质条件下隧道工程洞口、初期支护和二次衬砌施工要点。     

弹脆塑性岩体圆形隧道水力耦合分析

随着我国建设需求的不断上升,原有的交通运输已经很难满足预期要求,由此深埋隧道成为了受到广泛关注的领域,对于拓展运输能力有着重大意义。深埋隧道的施工面对着复杂的外部环境和影响因素,因此,技术人员需要对隧道结构展开深入研究,探究水力耦合行为的影响。从弹脆塑性岩体圆形隧道水力耦合分析的基本假定出发,研究了其计算流程及解的验证,以期为我国交通运输行业的持续发展提供可靠支持。     

水力及地震荷载耦合作用下基覆滑坡强度特性研究

浅层基覆滑坡的稳定性受水及动荷载作用显著,通过对西南某公路桥梁工程所穿越的基覆滑坡进行水力及地震荷载作用下的滑坡力学响应开展研究,采用条分法定量地对该滑坡在水力、地震荷载及耦合作用下进行稳定性分析。研究结果表明：滑坡体在持续性降雨或暴雨条件下,坡体处于长期饱和状态,坡体稳定系数为1.03,处于欠稳定状态;滑坡在地震荷载作用下,坡体稳定系数为0.89,坡体不稳定;在水力饱和作用及地震荷载耦合作用下,稳定系数降低到0.79,坡体处于更不稳定状态。对于浅层的基覆滑坡,地震及水力的耦合作用相较于单纯的持续性降雨的状况,更容易诱发坡体的滑动,产生滑坡地质灾害。     

中断面黄土隧道最优开挖施工方法研究

为了研究中断面黄土隧道施工方法的最优开挖方案,利用有限元分析法对中断面黄土隧道的四种施工方法(全断面法、上下台阶法、台阶分部法和CD法)进行数值模拟,分别从地表变形、控制点位移和围岩塑性区范围出发,对四种开挖方法进行对比分析.结果表明:对于中断面黄土隧道,从地表变形和控制点总位移来看,CD法均为最小;从塑性区分布范围来看,四种施工方法对应的塑性区分布范围相差不大,最小的是台阶分部法.从而为以后的中断面黄土隧道的设计和施工提供相应的理论依据.     

冻融引起黄土隧道洞口段应力变形分析

通过试验获得了原状黄土冻融后的强度参数,并利用有限元方法分析了冻融对黄土隧道洞口段应力及变形的影响。分析结果表明,在冻融作用下,覆土厚度和冻融次数均会对拱顶位移和拱顶上部土体水平压应力产生影响。覆土厚度越大,隧道在开挖和经历冻融后,拱顶沉降也越大;且冻融第1次后对拱顶沉降影响最大。拱顶上部土体水平压应力最大值随覆土厚度的增加而增大;距拱顶较近土体的水平压应力随冻融次数增加逐渐减小,距拱顶较远土体的水平压应力值随冻融次数增加逐渐增大。     

不同围岩级别下隧道围岩失稳模式研究

为了研究保证机械化快速施工中的结构安全,隧道围岩的稳定性分析是关键.为了能够对围岩稳定性进行较为准确的定量描述,文中采用强度折减对三车道大跨度隧道各个部位在不同围岩段下的围岩稳定性进行理论研究.为做进一步对比分析,提取不同折减系数下隧道拱顶沉降的位移值,绘制隧道拱顶沉降随折减系数的变化规律,为支护设计提供参考.结果表明...     

隧道爆破及车辆荷载耦合作用下公路振动研究

针对隧道下穿环城公路爆破开挖产生的振动效应,同时考虑公路上车辆瞬时荷载耦合作用,运用LS-DYNA分析环城公路的振动规律及响应特征,并与实际监测结果进行对比分析,研究结果表明:(1)公路中部位置的峰值应力为1.7 MPa,大于两边的峰值应力,随着爆破点与路面间水平距离的增大,峰值应力也逐渐增大;(2)在0.015 s到0.02 s这段时间内,振速幅值最大,随后,幅值降低,振动频率变小,振动趋于缓和,数值模拟的结果要普遍小于实际监测的振速峰值;(3)公路左侧振动的位移响应最大,但是公路中部位置会在之后的振动过程中产生二次峰值,造成更大的位移响应。研究可为相似工程设计提供一个参考。     

山岭隧道洞口古滑坡体分析与处治设计

以在建山岭隧道洞口古滑坡体处理实践为例,对古滑坡体进行了有限元及稳定性计算分析,并结合隧道洞口施工特点,针对不同部位进行了地表注浆加固、预应力锚索加固、开挖卸载、反压回填、植草防护等综合处治设计并加以实施。实际监测结果显示,古滑坡体地表沉降在可控范围,所采取的处治措施及施工工序是合理的。