某基坑开挖对邻近地铁隧道影响的三维有限元分析

软土地区临近地铁隧道的深大基坑开挖是一项较为复杂的工程,基坑开挖过程中,如何保证临近地铁隧道的稳定和安全是整个工程必须要考虑和重视的问题。通过三维有限元分析手段,对拟开挖基坑进行施工过程的各个工况分析,预估基坑开挖对地铁隧道线路的影响,以评估基坑设计方案的有效性和合理性。计算结果表明,该基坑设计方案能有效减少对临近地铁隧道的运营影响,保证既有地铁线路的安全性和稳定性,为类似基坑工程提供了参考依据。     

以隧道变形量测资料分析掘进效应与约束损失

 收敛–约束法理论为应用于隧道工程支撑设计的简化分析方法,所采用之约束损失更是此分析模式的关键因子。针对约束损失的计算与影响性分析,以隧道工程广泛使用的变形量测收敛资料为依据,以掘进效应函数探讨隧道因前进开挖引致工作面围岩变形与应力变化,并以反计算方法评估约束损失分布情况,进而应用于台湾八卦山公路隧道工程案例分析,以了解实际掘进效应的影响。研究分析结果包含：(1) 提出掘进效应函数描述隧道收敛资料与约束损失的关系;(2) 说明掘进效应函数的参数适用范围及其物理意义;(3) 提出约束损失方程用以预估隧道开挖引致前期与掘进距离的收敛值;(4) 反计算方法可以预估约束损失可能的重新分布趋势与前期收敛;(5) 掘进效应函数分析结果与三维有限元计算结果相近。     

边坡开挖的有限元模拟和稳定性评价*

 对大甘坪粘土进行卸荷路径下的三轴试验,确定用于边坡开挖稳定分析的计算参数。对边坡开挖作非线性有限元分析,探讨边坡变形的大小和分布、塑性区的扩展形态、滑移面的形成、发展直至整体破坏的演变过程,以确定合理的滑移面位置。采用Janbu的普遍条分法计算边坡的安全系数,对边坡开挖的稳定性进行评价。     

空间结构有限元分析与监测技术研究

以大跨度空间结构为研究对象,系统研究了有限元分析方法在施工变形监测中的应用。并以某一大跨度空间结构为工程事例,详细阐述了其结构分析与监测的整个过程,最后结果显示利用有限元分析方法较好地模拟出了结构变形过程,表明其在建筑结构设计、施工、监测等方面具有很好的工程实用价值。     

乌鞘岭长大深埋隧道围岩变形与地应力关系的研究

乌鞘岭长大深埋隧道横穿祁连山东麓，长达20050m，最大埋深1050m。在千枚岩夹板岩及构造角砾岩等软弱岩层洞段的隧道开挖过程中，围岩强烈变形，水平最大变形达1034mm，拱顶最大下沉量达1053mm，由此导致支护失效甚至型钢钢架被严重扭曲，且持续变形不收敛。原地应力测量研究表明，该洞段具有明显的现今构造应力作用，最大主应力的作用强度为20-22MPa，现今地应力状态的总体特征为σH≥σV〉σn。分析认为，隧道围岩的变形是在较强的构造应力与垂直重力的共同作用下，由于未及时支护，软弱围岩不能承受该作用力，以致产生持续性流变大变形。工程实践表明，围岩应力状态是支护设计的依据，而适时支护是非常重要的。允许围岩适度变形，使围岩应力得以适度释放。选择在流变大变形尚未形成，围岩尚未丧失其抗载能力的时刻，及时进行衬砌支护，这对确保围岩稳定和支护安全具有重要意义。     

隧道开挖地层反应曲线的外显分析

收敛-约束法理论是应用于隧道支撑设计的简化分析方法,所使用的约束损失是该分析方法的关键因子.基于隧道开挖前进效应与约束损失的关系,建立隧道掘进效应函数,并采用约束损失的递增方法与简易试算表工具,同时依据应力-位移力学理论模式,推导在静水应力条件下圆形隧道开挖于弹塑性地层的解析解,进而提出模拟地层反应曲线弹塑性非线性行为的外显分析法.其分析结果包含约束损失递增方法的计算内容与步骤说明,以及约束损失弹性极限值、塑性半径、弹塑性区的径向应力与径向位移.此分析法与研发的有限元分析结果比较显示,二者呈现相似且一致的非线性趋势.     

浅埋软土隧道蠕变问题的有限元分析

应用基于遗传蠕变理论的幂次关系蠕变方程,对浅埋软土隧道施工过程进行了二维粘弹塑性有限元分析。研究了隧道施工时围岩主应力、地表沉降、及支护结构内力随时间的变化规律,并与按弹塑性理论计算结果进行比较,说明了对软土区间隧道施工过程模拟中考虑土体蠕变特性的必要性。     

深基坑开挖对临近桩基建筑物变形影响分析

为了探索地铁深基坑开挖对不同区域内建筑物桩基础的内力和变形影响,本文基于杭州地铁八号线工程实例,采用基于小应变土体硬化模型(HSS模型)的三维有限元分析方法研究了深基坑开挖对桩身位移、桩身沉降、桩身弯矩、地表沉降和承台倾斜角度的影响,并与工程实测进行了比较。研究表明:开挖对临近建筑桩身侧移、桩身弯矩、地表沉降、承台倾斜角的影响范围是二倍的基坑开挖深度,地表沉降呈现两种不同的模式,承台倾斜角在距离基坑一倍开挖深度远处最大。     

既有公路山岭隧道扩建技术及数值模拟研究

依托芜合高速公路试刀山隧道改扩建工程,介绍了改扩建施工方案。通过建立有限元模型模拟开挖过程,分析隧道改扩建过程中围岩的变形,扩挖完成后的拱顶沉降、周边位移的特征,初支的应力变化规律。结果表明,隧道扩挖完成后最大竖向位移12.7mm,初期支护最大弯矩116.2kN·m,中隔撑的最大弯矩为119.2kN·m;采用加中隔撑的扩挖方案可保证施工安全。隧道扩挖施工后隧道开挖量较大的一侧围岩产生的竖向位移大,初期支护弯矩、轴力、剪力均表现出不对称性,扩挖过程中应及时支护、加强监控量测。     

黄土地下隧道开挖对周围土体变形的影响分析

以西安地铁一线工程为背景,基于黄土力学参数,运用岩土工程数值分析软件FLAC3D,进行了黄土地层地下隧道开挖对周围土体变形影响的计算机模拟分析。根据黄土场地的实际条件,建立了隧道的计算模型,利用FLAC3D程序,模拟了黄土隧道开挖过程中前期支护条件、后期加固措施等因素对隧道内部地表、拱顶、侧墙以及地上建筑物沉降的影响程度和塑性区、位移的分布规律。可为黄土地区的地下工程建设提供一定的参考。     

基于有限元应力的三维边坡稳定性分析

在有限元应力分析的基础上,采用剪应力定义的安全系数来评价边坡稳定性也是较常用的一种分析方法。针对简单三维边坡体,将该方法得到的数值解与其推导出来的解析解进行对比分析,结果表明,材料泊松比对滑体的应力分布及安全系数计算均有一定的影响,当泊松比逐渐接近于0.5时,采用该方法得到的简单边坡体的数值解与解析解完全一致。最后将该方法应用到具体岩质高边坡工程实例中,并与有限元强度折减法进行对比分析,结果显示2种方法的计算结果具有较好的可比性。