核心土对黄土隧道稳定性影响的有限元分析

依托中条山公路隧道,对公路隧道在黄土段采用预留核心土台阶法开挖时,对台阶长度、预留核心土长度的不同进行了有限元模拟,分析了台阶长度和核心土长度对隧道掌子面的纵向位移、塑性区的纵向深度的影响以及掌子面最大最小主应力,得出了合理的台阶长度及留设核心土的长度。     

钢管顶进过程中核心土留土长度的数值分析

STS管幕工法是用来修建地下工程结构的一种新型暗挖方法,顶管工程是其中的关键性一步,采用FLAC~(3D)研究核心土留土长度对地表沉降的影响,表明管内留土长度在1 m~1.35 m左右较为合适,预留核心土长度超过1.5 m后,对控制地表沉降已不明显。     

风积砂地层隧道导向水平旋喷桩超前加固与预留核心土台阶法施工技术

为解决风积砂地层隧道施工难题,提出了风积砂地层隧道施工的导向水平旋喷桩超前支护技术和先行施作仰拱边墙结合部预留核心土台阶法开挖技术,前者的技术关键是导向技术,后者的技术关键是上下台阶施工长度、上下核心土临时加固质量以及两侧墙角仰拱结合部快速跟进时机.通过现场工艺试验、数值模拟以及工程施工实践表明:采用水平旋喷桩超前支护与预留核心土台阶法联合施工,能有效控制风积砂地层的变形,确保施工安全和施工进度.     

盾构法施工三条平行隧道地铁车站时的开挖结构力学行为研究

某地铁车站采用了在区间盾构隧道的基础上修建三条平行隧道的施工方案,设计了三条平行隧道岛式站台车站主体结构方案.针对中间车站隧道的开挖方法进行了全断面法、预留核心土台阶法和CRD法的比较分析,综合考虑施工进度和造价高等因素,推荐采用预留核心土台阶法.同时,就施工对地面环境的影响范围进行了分析,以及隧道衬砌结构的安全性作出了评价.     

扁平特大断面公路隧道核心土模拟与分析

破碎围岩段大断面隧道施工时,较多采用双侧壁导坑法,预留核心土对在开挖过程中隧道的围岩变形和支护受力有很大影响,对隧道围岩稳定性起着至关重要的作用.文章依托广州龙头山单向4车道公路隧道,对扁平特大断面公路隧道在破碎围岩段采用双侧壁导坑法开挖时,预留核心土厚度的区别和开挖方式的不同进行了有限元模拟,分析了围岩应力、围岩塑性区、拱顶沉降、二衬和核心土临时支护的内力,得出了核心土的合理厚度及较为合理的开挖方式.结论对扁平大跨隧道的设计和施工具有指导意义.     

大断面黄土隧道浅埋段开挖工法比选研究

由于大断面黄土隧道修建时,存在变形量大和自稳能力差等问题,传统的开挖工法已经无法满足隧道施工快速和安全的要求。文章结合实际工程经验,采用FLAC 3D三维数值模拟手段分析了在浅埋黄土条件下不同开挖方法(CD法、双侧壁导坑法、预留核心土三台阶法+超前大管棚)的隧道受力机理,对大断面黄土隧道浅埋段施工工法进行了比选。从安全及经济角度提出采用预留核心土三台阶法+超前大管棚的组合工法较利于浅埋黄土条件下的大断面隧道施工。     

软弱破碎带不同施工工法隧道围岩变形分析

依托中条山特长公路隧道,采用有限差分软件FLAC3D,对隧道开挖支护过程采用的不同施工工法下的施工过程进行了数值分析,对各工况下围岩变形规律进行了研究,研究结果表明:单侧壁导坑法施工拱底隆起与拱顶沉降的差值较小,可防止因拱底隆起过大而造成的隧道底板的破坏,核心土在维持掌子面稳定方面作用显著,在软弱围岩地层中台阶法与预留核心土法相比优先选用预留核心土法。     

预留土基坑开挖简化计算方法的有限元研究

为研究预留土基坑开挖简化计算方法的适用范围,用PLAXIS 2D有限元软件对天津翔宇广场基坑开挖过程进行数值模拟,在此基础上,对FRWS 9.X法、颜敬法、陈红庆法进行研究对比。结果表明,天津翔宇广场基坑开挖时的支护结构内力变形宜采用颜敬法进行有限元计算。基坑预留土尺寸对各简化方法有限元结果的精度有影响。可见预留土基坑开挖简化计算方法适用范围不同。     

某公路隧道破碎围岩塌方段处理及对拉锚杆的应用

针对特大断面隧道采用双侧壁导坑法施工时预留核心土的稳定性问题,提出一种新的隧道施工工艺--对拉锚杆.通过在实践中检验,认为该工艺在双侧壁导坑法施工中是可行的.该工艺的应用,可以有效控制核心土的变形,减少砂浆锚杆及临时仰拱钢拱架的使用量,提高材料的利用率,在类似工程中具有较大的推广应用价值.     

基于Midas/GTS对朝叶隧道施工方法研究

本文以朝叶隧道为工程背景,基于非线性理论,建立Midas/GTS有限元分析模型,对大断面公路隧道在施工过程中的几种主要影响因素进行研究,分析隧道断面台阶数、预留核心土宽度、导坑开挖顺序、先行导坑进尺长度、每循环进尺长度、预设超前锚杆长度等的影响程度。结果表明,在施工方案的选取时应综合分析以上因素选择最优方案,合理的方案组合可以保证工程的安全施工。     

基于与围岩相互作用的冻结壁弹性设计理论

冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度弹性设计公式在冻结壁与围岩的弹性模量之比小于 10 时有较大的误差。为了更合理地设计冻结壁,考虑了开挖卸载作用以及冻结壁与围岩的相互作用,建立了一个更符合实际的力学模型;推导出了其弹性解析解;分析了冻结壁与围岩的应力和位移变化规律;讨论了冻结壁厚度的设计方法;基于 Tresca 强度条件和 Mises 强度条件,分别建立了新的冻结壁厚度弹性设计公式。分析比较表明,新公式较传统的冻结壁厚度弹性设计公式更合理,更节省。     

基于与围岩相互作用的冻结壁弹塑性设计理论

冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度弹塑性设计公式在冻结壁与围岩的弹性模量之比小于10时有较大的误差。为了更合理地设计冻结壁,建立了考虑开挖卸载作用的冻结壁与围岩相互作用弹塑性力学模型,推导了应力与位移解析解,建立了新的弹塑性冻结壁厚度计算公式,分析了各因素对冻结壁厚度的影响规律。分析表明,新公式较传统的多姆克公式更合理,并建议选用Coulomb-Mohr屈服准则进行冻结壁厚度计算。     

基于围岩松动圈的地下工程参数场位移反分析

 受爆破松动影响,地下洞室开挖后围岩强度会有所降低,根据松动损伤程度将其视为一个连续的三维“参数场”。由围岩松动圈的形成机制,分析地下洞室开挖后松动圈的计算方法,提出考虑松动圈的围岩参数场增量位移反分析法。针对岩土工程反分析计算量巨大的实际问题,对反演计算过程进行了基于MPI的主从式并行框架改进,运用计算机集群网络进行并行计算,减少了迭代计算次数和计算耗时,极大地提高了计算效率。通过对溪洛渡水电站右岸地下厂房的参数反演,得到了较好的反演效果,验证了此法的可行性和合理性。依据反演得到的参数场对现有支护设计及洞室围岩稳定状态进行评价,并对后续开挖进行预测,为工程设计施工提出合理建议,为地下工程参数反演提供了一种新方法和新思路。     

复杂结构形式隧道的围岩位移监测分析

 厦门市梧村隧道为双向六车道隧道,隧道结构形式设计复杂,分别由双连拱、小净距、初期支护连拱和分离式隧道组成。现场监测工作以隧道拱顶沉降和围岩收敛为主,结合施工措施和开挖工序进行全面分析。研究成果表明：三导洞法施工主洞沉降所占比例不到侧导洞沉降的一半,双连拱隧道结构型式适用于对沉降控制要求较高的隧道工程;CRD1部开挖产生的拱顶沉降可以超过累计沉降值的50%;核心土开挖后布设测点造成的总损失量约占累计沉降值的37.5%;采用全断面帷幕注浆措施加固围岩对控制隧道拱顶沉降取得较好的效果;管棚区域出现较大下沉与管棚工作室的断面稍大以及管棚两端受其自重影响较大有关;临时支护的拆除对拱顶沉降和围岩收敛的影响较小;开挖和注浆是引起围岩出现较大收敛变形的主要施工因素,其中注浆对围岩的收敛位移影响更大;初期支护连拱隧道右洞开挖对左洞二次衬砌的收敛稳定有一定的影响。     

公路隧道围岩亚级物理力学参数研究

 我国现行公路隧道围岩分级方法中部分围岩级别跨度较大,不能满足实际工程需要,据此对岩体围岩进行亚级分级。在此基础上,对各亚级围岩的物理力学参数取值范围进行研究。对于岩质围岩,首先根据亚级分级方法,确定出各亚级不同岩石坚硬程度、不同结构面构造和不同结构面结合程度的组合情况,对其进行数值计算,得到各组合情况下的物理力学参数值,然后结合实际调研资料,最终确定岩质围岩各亚级相应的物理力学指标取值范围。对于土质围岩,主要是通过大量现场试验及实际调研资料分析,获得围岩物理力学指标值,然后通过室内土工试验进行检验,最终确定土质各级围岩对应的物理力学指标值。     

不同围岩情况下特大断面公路隧道施工变形监测与控制

 以目前国内规模最大的广州龙头山隧道为背景,详细介绍特大断面公路隧道施工过程中变形现场监测的项目、方法及手段,对洞口边坡及不同围岩情况下的隧道变形规律进行分析,并提出控制大变形的工程措施。研究结果表明：(1) 右导洞上台阶、左导洞下台阶和核心土上台阶开挖引起围岩较大变形,是隧道施工主要控制点;(2) 特大断面隧道围岩变形与洞周半径近似成指数函数关系;(3) 封闭支护结构及对拉锚杆的使用是改善结构受力和抑制隧道变形的有效途径,应尽早施作仰拱以形成封闭环。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

Ⅳ级围岩地铁暗挖车站开挖工法探讨

该文依托重庆地铁金山寺车站工程,提出了设计的双侧壁导坑法在Ⅲ~Ⅳ级围岩施工存在的问题,在车站开挖工法初步增选了三台阶法、保留核心土法,对车站开挖三种工法建立弹塑性有限元进行模拟分析,得到了三种开挖工法的围岩位移分析结果,再经过工法比选,提出了一种安全合理的工法,即保留核心土法,从而指导车站的开挖施工,解决了双侧壁导坑法在Ⅲ~Ⅳ级围岩施工存在的问题,可为类似工程提供参考。     

基于现场实测数据统计的隧道围岩压力分布规律研究

 围岩压力作用模式和时空演化规律是隧道支护结构设计的核心内容,一直是地下工程界研究的热点问题之一。在总结隧道围岩压力类型和主要影响因素的基础上,通过对44座隧道91个监测断面围岩压力的统计分析,研究隧道围岩压力的总体分布特征及其与围岩级别、隧道埋深的关系,讨论竖向、侧向围岩压力及侧压力系数随隧道埋深增大的变化规律。基于现场监测数据的统计分析,研究隧道围岩压力时程变化的基本规律,将隧道围岩压力随时间变化划分为快速增长–缓慢增长–趋于稳定的3个阶段,其中快速增长阶段多集中在隧道开挖后无支护或支护结构尚未完全发挥作用的一段时间;讨论隧道围岩压力沿洞周的分布规律和不均匀系数的分布特征。研究结论为分析隧道围岩压力作用机制和完善支护结构设计方法具有一定的参考价值。