地下洞室施工开挖三维动态过程数值模拟分析

根据地下洞室施工开挖程序和锚固施工方法 ,提出了大型地下洞室施工开挖过程动态模拟的三维有限元数值分析方法。依据岩体破坏特性和弹塑性力学耗散能原理 ,给出了施工开挖动态优化的评估指标和方法 ,并对施工爆破和锚固支护方式等因素进行了模拟分析     

重庆时尚园工程洞室地基稳定性分析

重庆时尚园工程3号楼在规划的公路隧道上修建而形成洞室地基，为此，如何分析评价高层建筑洞室地基的稳定性是主要的岩土工程问题。本文通过理论计算及三维弹塑性有限元数值分析，评价了隧洞开挖后建筑物与隧洞的相互影响，得出了有意义的结论，并提出了适宜的建议。该分析方法为以后类似问题的评价具有重要的参考价值。     

基于三维数值模拟的地下大型洞室锚固参数智能优化

地下大型洞室锚固参数优化具有以下特点：稳定性目标和经济性目标是矛盾的，洞室的稳定性分析非常复杂，评价指标要求全面反映锚固效果，锚固参数组合的方案数量多，优化计算量大。针对这些特点，在采用FLAC^3D。进行较大规模的三维数值模拟的基础上，综合应用遗传算法、神经网络建立了进化神经网络演化有限差分方法，确定了约束条件及优化的指标，给出了优化的方法和步骤。利用该方法，对水布垭地下厂房3～6层施工的上、下部锚索、锚杆、喷层等锚固参数进行了优化。工程实例表明所提方法是可行的。     

某大断面黄土隧道施工方法的三维数值模拟

以郑西客运专线某大断面浅埋黄土隧道为工程背景,利用岩土工程有限差分程序对CRD法施工过程进行了三维数值模拟。并通过分析支护结构受力、围岩位移等计算结果,对施工过程的安全性作出了评价,并提出了相关建议措施。本计算结果为设计提供了依据,可以供类似工程参考。     

公路隧道风机洞室群三维稳定性分析

山地公路隧道中,出于通风等需要,往往需要设置风机洞室群.风机洞室群结构复杂,多与行车主洞相贯通,且断面跨度较大,洞室间距较小.因此,保证其安全与稳定是工程的难点.采用三维快速拉格朗日分析方法(FLAC-3D),结合某公路隧道实际,给出了公路隧道风机洞室群的数值模拟分析方法,为今后此类工程提供了经验.     

储罐地基三维数值模拟

将地基土看做多孔介质,考虑罐体与储液相互耦合、罐体-基础-地基之间的相互作用、多孔介质固液相耦合,建立壳-液-基础-地基三维有限元模型,探讨了静荷载作用下罐体及罐基应力分布的特点.结果表明,在荷载作用下,单个储罐所引起的竖向附加应力主要集中在罐底边缘外0.3D范围内,为消除群罐效应的影响,罐距可取0.6D左右;罐体的应力随地基固结的进行不断变化,罐底板的径向应力最大值、罐底板与罐壁板的环向应力最大值在加载结束时达到峰值,罐壁板的径向应力最大值的峰值出现滞后现象;固结结束后,底板边缘处罐壁径向应力较大,罐壁最大环向应力发生在距离罐底约H/3处.     

软土地基浅埋暗挖隧道数值模拟分析

软土地基具有高压缩比、低力学性能、较强塑性,给浅埋暗挖隧道的施工带来诸多不利。本文拟采用数值模拟和现场监测对比的方法研究开挖过程中的位移沉降规律。文中以实际工程为背景,在给出工程地质条件、力学性质、相关参数的基础上,应用FLAC-3D软件对软土地基浅埋暗挖隧道的施工过程进行数值模拟。模型中,土体采用各向同性的弹塑性体,混凝土和锚杆采用弹性体,仅考虑自重应力,模拟得到了该条件下的变形云图。沿隧道中轴线两侧各20m范围内布置位移传感器监测其沉降值,并与数值模拟结果进行了对比。结果表明,二者的沉降曲线分布基本一致,数值模拟结果可以为类似工程的设计与施工提供借鉴和依据。     

重庆时尚园工程洞室地基稳定性分析

重庆时尚园工程3号楼在规划的公路隧道上修建而形成洞室地基,为此,如何分析评价高层建筑洞室地基的稳定性是主要的岩土工程问题。本文通过理论计算及三维弹塑性有限元数值分析,评价了隧洞开挖后建筑物与隧洞的相互影响,得出了有意义的结论,并提出了适宜的建议。该分析方法为以后类似问题的评价具有重要的参考价值。     

软土隧道纵向剪切传递效应的三维数值模拟分析

采用三维空间模型对软弱地层中隧道衬砌结构进行数值模拟分析计算，针对隧道施工及使用阶段可能遇到的荷载及变形作用两类典型受荷状态，对比分析了这两种作用、不同作用方式下，隧道纵向剪切传递规律及其对纵横向内力的影响。找到了隧道纵向小均匀变形引起的纵向剪切传递的机理以及变形不同区段的隧道横向变形受力特征，证实了纵向剪切传递是导致隧道横向内力变化的关键因素，得到了纵向剪切传递对隧道横向结构及接头变形的抑制作用以及与隧道横断而最大附加内力的线性相关性、与隧道原始内力正负叠加效应等重要结沦，对隧道横向设计中考虑纵向变形的影响具有重要参考价值。     

地铁渡线隧道施工性态的三维数值模拟与分析

深圳地铁大～科区间渡线隧道工程是一个结构极为复杂的洞群系统工程，由于地质条件差且周围环境条件限制严格，施工难度和风险极大。对该工程进行了施工优化分析，建立了复杂的三维有限元计算模型，并对该工程的施工过程进行了三维弹塑性仿真分析，取得了一些有意义的成果。工程实践表明，分析结果是合理的。     

广州新光大桥静风稳定性风洞试验与数值分析

广州新光大桥主桥为177 m 428 m 177 m中承式三跨连续刚桁拱桥,位处台风多发的南部沿海区域,其静风稳定问题在施工阶段和运营状态下较为突出.设计并加工了1∶ 100缩尺比的新光大桥全桥气弹模型,为确保结构气动外形精确相似,将双箱形拱肋截面的形心位置偏移到拱肋的箱形下弦内部,采用微调拱肋顶部截面的抗弯刚度、主梁质量分布等手段较好地模拟桥梁的各阶振型和频率,克服了大跨度拱桥气弹模型设计中弯扭刚度和轴向刚度缩尺比不协调的问题.均匀流场中全桥气弹模型静风稳定性试验结果与基于主梁和拱肋二维节段模型测力风洞试验的全桥三维静风稳定性数值结果进行了对比和分析,并初步探讨了良态及台风气候模式下结构静风位移响应的差别.     

城市隧道建设对房屋稳定性影响三维数值分析

本文采用数值模拟为手段分析了典型的隧道开挖方位对地面房屋结构的应力、位移和破坏的影响规律。研究表明当隧道从房屋正下方穿过时对房屋变形影响最大,最易发生破坏。其中,高应力区分布规律为:从正下方穿越时呈“八”加“一”字形;从左下穿过时呈“Δ”字形;从右下穿过时呈“U”字形。另外,房屋水平变形区与破坏区关系密切,隧道位置造成的房屋最大水平变形量由大到小排列是:正下方>左下方>右下方。此外,模拟结果显示地层注浆和加强隧道支护能显著减小隧道建设对房屋结构稳定性的影响。     

FLAC^3D技术在锚杆“耦合”支护工程中的应用研究

隧道开挖后的支护结构设计，唯有在充分考虑原岩条件的支护设计，并确保支护体系、支护结构和参数以及施工工艺过程与围岩变形力学特性相适应、相匹配的条件下，才能达到最大限度发挥围岩自承能力和支护体系支承能力，达到控制围岩变形、维护隧道稳定的目的。亦即唯有使支护设计与原岩条件达到一定程度的“耦合”关系，才能既满足隧道围岩的稳定要求，也同时达到经济合理的目的。文章结合襄武段联拱隧道具体工程条件，就隧道锚杆支护设计与原岩条件的“耦合”问题借助FLAC^3D数值模拟技术进行研究，得出了锚杆弹性模量为围岩体等效变形模量的250倍时，锚杆支护刚度就与围岩体强度达到“耦合”状态的结论，为合理设计隧道锚杆支护结构提供了可靠依据。     

FLAC3D技术在锚杆"耦合"支护工程中的应用研究

隧道开挖后的支护结构设计,唯有在充分考虑原岩条件的支护设计,并确保支护体系、支护结构和参数以及施工工艺过程与围岩变形力学特性相适应、相匹配的条件下,才能达到最大限度发挥围岩自承能力和支护体系支承能力,达到控制围岩变形、维护隧道稳定的目的.亦即唯有使支护设计与原岩条件达到一定程度的"耦合"关系,才能既满足隧道围岩的稳定要求,也同时达到经济合理的目的.文章结合襄武段联拱隧道具体工程条件,就隧道锚杆支护设计与原岩条件的"耦合"问题借助FLAC3D数值模拟技术进行研究,得出了锚杆弹性模量为围岩体等效变形模量的250倍时,锚杆支护刚度就与围岩体强度达到"耦合"状态的结论,为合理设计隧道锚杆支护结构提供了可靠依据.     

盾构隧道下穿桥梁引起桩基变位的数值分析

依托某地铁盾构隧道下穿既有桥梁桩基工程,考虑实际的工程地质水文地质条件、上部桥梁结构传递到承台顶的荷载、盾构设计及施工参数等因素的影响,建立FLAC3D数值计算模型,模拟盾构隧道顺桥向穿越桥梁桩基的全过程,对两种不同的桩基加固方案条件下地表沉降和桩身变形规律进行了分析。研究结果表明:隧道开挖引起桩的挠曲,桩身的水平位移随桩洞距离增大而减小;后开挖侧的桩身位移比先开挖侧大;桩和承台约束了地表的沉降。     

石家庄裕园大厦深基坑支护工程三维数值分析

结合深基坑土钉墙支护工程实例,应用国际通用的有限差分分析软件—FLAC3D程序,分析了基坑分步开挖与支护的受力、变形模式,模拟了土-土钉-面层协调作用的支护效果。数值模拟结果表明,随着基坑开挖深度的增加和支护体系的不断实施,支护体受力也逐渐下移,基坑开挖结束后受力主要集中在沿基坑深度的中间部位,同时土钉受力均以轴向拉力为主且远小于其抗拉屈服强度,说明支护设计是偏于保守的。将模拟结果与支护实测数据对比,二者基本吻合,说明合理运用数值分析方法可为工程优化设计提供科学依据。     

基于FLAC3D的圆形隧道应力位移的数值模拟与分析

利用现阶段国内外流行的岩土数值分析软件FLAC3D,模拟分析了圆形隧道围岩不同阶段的应力和位移,并把数值解和理论解析解进行了对比;分析了剪胀性对于隧道围岩应力位移的影响,对隧道工程的设计和施工有指导作用和参考价值。     

桥梁基础开挖的数值分析与应用研究

基于动力有限元程序和工程实践,分析了桥梁扩大基础深孔微差爆破问题,探讨了沟槽内岩块的运动规律,以及深孔微差爆破的作用效果。结果表明,数值分析与工程实践的有机结合,能比较客观地反映爆破破岩的动态过程,并为爆破设计和参数优化提供理论依据。     

盾构隧道侧穿引起桥梁桩基础变形的数值研究

以某城市轨道交通隧道侧穿桥梁基础工程为研究对象,借助FLAC3D数值模拟软件,深入分析隧道埋深、桩基础与隧道水平轴线和破裂面的相对位置、隧道穿过桩基础偏心比等3个重要因素对桩基础变形的影响。由数值分析计算结果可知,隧道侧穿桩基础时,桩基础竖向变形具有线性分布特征,随着偏心比不断增加,桩基础竖向变形先增大后减小;桩基础中心轴线与隧道轴线两者之间距离越远,桩基础整体竖向沉降变形越小;当偏心比随隧道埋深增加时桩基础变形增大。研究结果可以为隧道施工提供理论分析支撑,做好相关预防措施,提高施工安全性。     

软土地区盾构法隧道施工三维数值模拟

本文采用三维有限元方法,考虑软土的固结作用和隧道开挖与周边建筑物变形的相互作用,对隧道施工的全过程进行数值模拟,分析盾构法隧道施工对周边建筑物的影响。数值计算结果表明:在考虑流固耦合的条件下,盾构法隧道开挖时3~4倍洞径范围内的土体变形可能会超过土体位移的规范规定值,施工中应加强该距离范围内的土体和周边建筑物的监测;盾构法仅对开挖掌子面处附近局部区域的孔隙水压力有影响,说明软土地区盾构法隧道施工对地下水的扰动很小;通过监测数据与计算值的对比分析可以得出,典型监测点的变形规律与监测规律相同,说明在工程条件相似的软土地区采用数值模拟对盾构法隧道施工进行预测和仿真分析是可行的,具有一定的工程参考价值。