地下工程破坏机理认知对工程建设风险的影响分析

随岩土力学和地下工程的施工技术不断的发展,特别是某些有效研究手段的引入,对于隧洞破坏机理的研究日益清晰。此文从地下工程施工特点、围岩的破坏机理和隧洞工程在建设中存在的风险着手,分析了地下工程在工程建设中的影响。提出了当前隧洞建设各类事故比其他各类土木工程高的原因,主要是人们对地下工程的地质环境的复杂程度了解不够,以及对于破坏机理的认知不充分,掌控客观条件的能力有限。     

爆破载荷下隧道围岩破坏动力响应分析

爆破是地下工程开挖的重要方法。然而,岩石破坏过程中爆炸能量的冲击和振动效应也会对围岩造成破坏,对围岩的完整性和工程安全产生不利影响。文章主要是借助于在爆孔孔壁上加载爆破压力时程曲线,对地下隧洞爆破施工过程进行三维有限元分析,从而探究隧洞围岩在爆破振动荷载下的动力响应。     

锦屏二级水电站引水隧洞围岩稳定分析及支护设计

锦屏二级水电站引水隧洞地处高山峡谷地区,埋深大、洞线长,高地应力、高外水压力问题突出。按照围岩是地下工程中主要的承载结构这一设计思想,应用弹塑性有限元法分析了锦屏二级水电站引水隧洞开挖及支护过程中围岩的变形规律与特征、围岩应力分布及其变化规律、塑性区范围,比较研究了不同渗控方案对隧洞围岩和衬砌的工作状态的影响,得出了一些对高地下水位条件深埋引水隧洞的支护设计有普遍意义的结论。     

土体隧洞围岩稳定性分析方法分析

本文首先对土体隧洞围岩的破坏机理及其主要形式进行分析,并在此基础上提出了土体隧洞围岩稳定性的分析方法。期望通过本文的研究能够对隧洞工程的结构设计有所帮助。     

某水工隧洞围岩稳定及支护结构分析

隧洞的围岩稳定及支护结构安全是保证隧洞安全、实现隧洞功能的关键因素。由围岩加固圈承担主要的外水压力是优化支护结构设计、保证围岩稳定的一种有效方法。建立肯斯瓦特导流泄洪洞三维有限元模型,并进行非线性有限元分析。分析结果表明,设计的支护措施能明显减少围岩变形、改善应力分布,为类似工程设计提供参考。     

隧洞超挖对岩爆产生的影响性研究

岩爆是地下岩石开挖中一种工程灾害现象,隧洞的超挖会引起围岩应力的重分布,改变岩石隧洞破坏时的弹性能释放速率及幅值。通过有限元模拟分析了隧洞超挖情况下对岩爆产生的影响,分析结果显示,超挖会对岩爆的产生造成一定的影响;而在应力集中部位的超挖会使岩爆产生的风险大幅度增加。     

深部试验隧洞围岩脆性破坏及数值模拟

 围岩破坏模式和机制的深入认识和把握、围岩破坏程度的合理评价对于深部地下工程围岩稳定性的分析和调控至关重要。锦屏二级水电站深部地下试验隧洞即为针对该问题而建设的国际上埋深最大(2 500m)的地下试验隧洞之一。通过大理岩室内试验结果的分析,深入研究和认识大理岩基本工程力学特性。基于此,分析试验洞开挖后围岩的破坏模式和机制,应用脆性岩体本构模型(RDM)、数值模拟方法和FAI评价方法分析开挖后围岩脆性破坏的范围和深度,并与现场揭露情况进行对比。分析结果较好地体现高应力条件下大理岩的脆性破坏特征,达到对围岩破坏程度合理把握的目的,为引水隧洞开挖期间支护参数的设计和施工处理措施的制定奠定坚实的基础。     

高水头作用下水工压力隧洞的水力劈裂分析

以前研究均认为水力劈裂的必要条件是岩体中发生Ⅰ型张拉破坏。实际上，在众多岩体工程中，其断裂破坏型式多属压剪破坏。本文根据断裂力学原理对高水头作用下水工压力隧洞的水力劈裂作用进行了研究，首先研究水工压力隧洞围岩区各种类型裂纹的Ⅰ型应力强度因子的计算方法，讨论分析张开型复合型裂纹发生水力劈裂的理论判据。然后研究压剪断裂的力学机理，分析有水压力作用的压剪断裂应力强度应力的计算及其断裂判据。最后将以上理论应用于某水电工程引水发电隧洞的高压竖井的水力劈裂安全性分析中。     

无衬砌压力隧洞设计方法探讨

由于衬砌水电站压力隧洞费用极高,如果能取消、即使部分取消压力隧洞的钢板衬砌,将能得到极大的经济效益。然而破坏实例分析表明当前采用的设计方法之不足,需要更合理的设计方法.本文对无衬砌压力隧洞破坏机理进行了分析,并提出一套综合设计方案,包括现场勘测,解析解,数值分析及施工过程中的监测.     

采用ANSYS软件讨论无衬砌黄土隧洞安全系数

通过分析黄土隧洞的破坏机理,借鉴有限元强度折减法的思想,在黄土隧洞稳定性分析中提出剪切安全系数与拉裂安全系数的概念.通过不断折减土体的抗剪强度参数,使黄土隧洞围岩塑性区不断扩展,直至塑性应变或位移发生突变时,即表明隧洞发生剪切破坏,此时的折减系数即为剪切安全系数.通过不断折减土体的抗拉强度参数,使黄土隧洞内临空面处(不包括底部临空面)围岩出现第一个单元拉裂破坏时,即表明隧洞发生拉裂破坏,此时的折减系数即为拉裂安全系数.为了保证黄土隧洞的整体安全性,在隧洞设计中必须给出上述两种不同的设计安全系数值.     

岩土工程极限分析有限元法及其应用

经典岩土工程极限分析方法一般采用解析方法 ,有些还要对滑动面作假设 ,不适用于非均质材料 ,尤其是强度不均的岩石工程 ,从而使极限分析法的应用受到限制。随着计算机技术的发展 ,极限分析有限元法应运而生 ,它能通过强度降低或者荷载增加直接算得岩土工程的安全系数和滑动面 ,十分贴近工程设计。本文探讨了极限分析有限元法的一些基本原理 ,包括安全系数的定义、岩土体整体失稳的判据、屈服准则的选用等 ,并将该方法应用于边坡、地基、隧道稳定性计算 ,算例表明了此法的可行性 ,拓宽了该方法的应用范围     

仰拱一次性开挖长度对黄土连拱隧道稳定性影响研究

为了研究合理的黄土连拱隧道仰拱一次性开挖长度,减少工程灾害和加快施工进度,先从力学机理上分析了仰拱一次性开挖长度对隧道稳定的影响。然后利用有限元方法模拟和自行设计的隧道试验系统进行模型试验,分析了不同的仰拱一次性开挖长度对地表沉降、洞周附加水平位移和中隔墙的受力影响。最后提出了最佳的黄土仰拱一次性开挖长度,并应用于黄土连拱隧道的施工。     

软土隧道支护压力与稳定性下限有限元分析

隧道开挖面的支护压力计算和稳定性分析至今尚未有比较成熟和简便的计算方法,本文基于岩土塑性极限分析理论,在分析下限有限元方法中引入非线性Power-Law屈服准则,通过对屈服准则的线性化处理,得到平面应变条件下软土隧道开挖面支护压力计算的下限有限元线性规划模型,编制了相应的Matlab有限元计算程序。计算表明:与极限平衡理论和极限分析上限有限元得到的结果比较,可以说明引入非线性Power-Law屈服准则的塑性极限分析下限有限元对隧道开挖面支护压力的计算和稳定性的分析是适用的。同时,总结了隧道埋深系数、土体重度系数等对隧道开挖面支护压力与稳定性的影响。     

软土盾构隧道施工期风险损失分析

目前,国内各大城市均十分重视以地铁为代表的地下工程建设,但与之而来的是在建设过程中频频发生的工程事故,因此,风险分析作为国际上通行的分析工具,已经越来越得到各界的关注。但我国在工程项目的风险分析研究方面还处于起步阶段,无论是基础资料的积累,还是风险分析理论的研究都还有很多不足,尤其是风险损失方面的研究较少。作者通过在上海地区进行的风险调研,试图通过统计数据对软土地铁盾构隧道施工期所产生的事故损失进行统计分析,为进一步的风险分析提供依据。     

地铁盾构隧道穿越大直径越江隧道的影响分析

新建盾构隧道近距离穿越既有隧道时,会对既有隧道结构产生影响。针对地铁盾构隧道下穿大直径越江隧道,在充分考虑衬砌的横观各向同性性质、盾构施工开挖面的支撑力、同步注浆压力、扰动层厚度等因素的基础上,应用三维有限元数值方法,研究了新建盾构隧道施工引起既有越江隧道的变形以及内力的变化规律,同时获得了越江隧道的影响范围。研究结果表明,越江隧道的最大沉降及侧移发生在对称面上,并且对侧移的影响较小;越江隧道经历了加载、卸载、再加载的过程;影响范围集中在垂直于越江隧道轴线方向盾构穿越前2D、穿越后2D的范围内。     

考虑局部失稳的盾构隧道开挖面#br# 挤出破坏数值模拟与理论分析

通过数值模拟和理论分析,研究了盾构隧道开挖面挤出破坏机理。首先,利用有限元软件进行了数值模拟,揭示了隧道开挖面挤出破坏的局部失稳模式,得到了盾构隧道开挖面挤出破坏的局部失稳比和极限支护压力。此外,还进行了摩擦角和相对埋深对局部失稳比率和极限支护压力的参数敏感性分析。其次,基于极限分析方法,提出了一种考虑局部失稳模式的隧道开挖面挤出破坏新机制。新的被动破坏机理由五个圆锥台和作用在圆锥台上的分布力组成。通过对定义的角度和隧道开挖面局部失稳直径进行数值优化,计算得到挤出破坏模型的上限解,进而研究了摩擦角和相对埋深对局部失稳比的影响。比较了数值模拟和理论分析得出的局部失稳比结果。最后,将获得的被动极限支护压力与现有方法进行了比较,表明新的挤出破坏机理为极限支护压力提供了较为满意的预测结果。     

近距离交叠隧道施工影响的数值模拟

由于地质条件的限制及地下空间的综合开发利用,在工程中有时不可避免地产生近距离交叠隧道.对于这种型式的隧道,新建隧道是在既有隧道完成之后修建的,新建隧道的施工势必影响既有隧道结构的受力状态,引起既有隧道变形.本文应用ANSYS有限元程序采用三维弹塑性数值计算方法对某新建铁路隧道下穿既有高速公路隧道的施工过程进行了模拟,揭...     

深基坑地下连续墙支护的数值分析

应用岩土工程变形和稳定性分析的二维有限元计算程序,对地下连续墙支护结构体系的力学性质进行了分析,通过对工程实例的阐述,为地下连续墙支护的设计与施工积累了经验。     

城市电力隧道工程不安全因素及预防

针对城市地下电缆施工过程的复杂性,总结出电力电缆隧道工程施工时存在的主要不安全因素,并提出了相应的行之有效的防范措施,从而避免电力隧道工程施工时安全事故发生。     

岩石隧道工程风险浅析

近年来,由于我国经济的飞速发展,岩石隧道修建突飞猛进,如何减少事故发生率,减少灾害损失是亟待解决的问题;但是事故资料的不完整性以及风险因素的不确定性都给风险分析带来了困难。借鉴了日本等国家20a来有关岩石隧道事故灾害的统计资料,对目前岩石隧道建设过程中的风险因素进行了归类,并给出了处理措施。同时还讨论了风险分析的方法在岩石隧道工程中的应用,提出了一种实用的风险分析方法。