大跨度扁坦隧道施工力学三维数值模拟及现场监测分析

以昆楚高速勤丰三车道隧道紧急停车带段为工程背景,针对其跨度大、形状扁坦的特点,在对比分析了三台阶法和临时中隔壁法优缺点的基础上,确定采用三台阶法施工。通过三维数值模型对隧道三台阶法施工过程中隧道变形、支护受力和围岩塑性区分布特征进行分析,结果表明三台阶法可以保证隧道施工安全。在隧道施工过程中对隧道变形及支护受力进行了监测,监测结果表明,围岩压力和钢拱架应力均较小,保证了施工安全。     

不同开挖方法对交叠隧道影响的模拟研究

以青岛某交叠隧道工程为例,模拟了3种不同施工方法开挖新线隧道的动态施工过程,分析了每种开挖方法对交叠区围岩及既有隧道衬砌的影响程度、交叠区围岩塑性破坏区形态特征;确定了不同施工方法每开挖步所产生的拱顶沉降量,为分步开挖的变形控制标准提供相关的理论依据,提出了采用台阶法-CRD法-台阶法的施工方式开挖新线隧道的建议.     

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.     

不同开挖方式对近距离交叠隧道影响模拟研究

研究不同开挖方式对近距离交叠隧道的地层和围岩的影响,揭示不同开挖方式下交叠区围岩及既有隧道衬砌的变形及应力–应变变化规律,为近距离交叠地下工程的变形控制、支护设计和开挖优化设计提供理论依据。通过FLAC3D数值模拟,研究在台阶法、眼镜法、CRD法3种不同开挖方式下交叠区围岩及既有隧道衬砌的变形及应力–应变发展规律、交叠区围岩塑性破坏规律,研究结果如下：(1) 不同开挖方式对交叠隧道施工过程中不同位置的影响程度不同,揭示既有隧道衬砌变形机制演变过程和衬砌破坏的危险点;(2) 根据围岩塑性区发展和隧道衬砌变形量,开挖下部新线隧道时CRD法优于眼镜法和台阶法,CRD法开挖下部隧道时对变形控制效果最好;(3) 新建隧道穿越既有隧道时,比较理想的施工方案为台阶法→CRD法→台阶法;(4) 任何开挖施工方法都会使已建隧道衬砌的4个部位(拱顶、拱脚、直墙边及拱底)承受拉应力,且拱脚处的最大、最小主应力最大,最易发生破坏。     

公路隧道软弱围岩开挖方法研究

以漳龙高速公路龙岩段乌石山隧道软弱围岩施工为对象,基于公路隧道开挖常用的全断面法、上下台阶法、单侧壁导坑法、双侧壁小导坑法进行数值计算和理论分析,研究开挖方式对围岩的变形量、应力场、塑性区以及洞周整体稳定性的影响,从力学的角度选择最适合在公路隧道软弱围岩地层的开挖方法,为隧道的合理支护和施工安全提供依据。     

高地应力软岩隧道开挖方案优化研究

麻竹高速公路黄家寨隧道围岩强度低,且属于极高地应力区。隧道现场监测数据显示,围岩整体变形速率快、累计变形量大且变形时间长,呈现显著的蠕变变形特点。采用Phase2软件对隧道开挖支护方案进行了模拟,分别计算在两台阶开挖不支护、两台阶开挖支护、预留核心土开挖支护、三台阶开挖支护四种工况下围岩的塑性区和位移。计算结果表明:通过初期支护可以有效减少围岩塑性区及位移,支护后围岩最大变形部位由拱顶转移到拱脚。对比不同开挖方案下的计算结果,可知采用预留核心土开挖方法时,隧道围岩塑性区深度和拱顶沉降小于其他两种开挖方案;采用三台阶开挖方法时,围岩最大位移最小,但拱顶沉降最大。由于该隧道水平收敛远大于拱顶沉降,因此建议黄家寨隧道采用对围岩水平收敛控制效果较好的三台阶开挖方案。     

破碎泥质围岩遇水软化时机对台阶工法隧道力学性能影响分析

隧道软岩大变形问题是地下工程界的难题之一,大变形过程中隧道自稳能力急剧降低,变形较难得到控制,施工方法、支护刚度和时机等因素对大变形过程均有较大影响。文章针对破碎泥质围岩在地下水作用下易产生较为明显的强度损失导致隧道产生较大变形的问题,通过数值模拟,采用强度折减法控制围岩软化时机,分析了围岩遇水软化时机对台阶工法隧道位移场、围岩塑性区、二衬主应力及内力的影响,分析成果可为同类破碎泥质岩隧道工程建设提供参考。     

浅埋偏压大断面暗挖隧道施工力学行为数值模拟分析

针对浅埋偏压大断面隧道开挖过程中风险较大,从常用的三种施工方法入手,对三台阶法、中隔墙法、双侧壁法等进行数值模拟分析,分别对其围岩应力、塑性区、初期支护结构内力、地表沉降、洞周位移等多个方面进行对比分析。研究结果表明双侧壁法开挖时,支护结构受力、变形及围岩变形、受力均最小,其次为中隔墙法,最不利为三台阶法开挖。     

渝怀铁路彭水隧道出口大跨段施工方案的数值分析

对渝怀铁路彭水隧道出口段大跨度隧道 ,采用中壁法和下导坑超前台阶法两种不同施工方法开挖过程的二维有限元计算 ,对比分析了两种开挖方式下引起的地层沉降、隧道围岩塑性区、隧道衬砌内力以及拱顶下沉的变化特点 ,结果得出采用下导坑超前台阶法施工要比中壁法安全 ,因此该大垮度隧道宜采用下导坑超前台阶法施工。     

隧道复杂交叉结构围岩稳定性及结构安全性分析

文章结合工程实际采用数值模拟方法,对交叉结构采用台阶法、预留核心土法和CRD法进行数值模拟分析研究。研究结果表明:开挖引起的隧道围岩沉降和衬砌结构第一主应力,台阶法最大,预留核心土法次之,CRD法最小; CRD法形成的塑性区最小,三种施工方法造成的围岩塑性区主要分布在主隧道拱腰区域,塑性区最大值区域同样出现在主隧道与车行横通道交叉部位;在衬砌结构内力方面,三种施工方法都存在明显偏压现象,各个截面安全性均满足规范要求。