基坑开挖对邻近地铁隧道影响的Midas GTS三维数值模拟分析

随着城市地铁工程的高速发展,地面建筑物基坑的施工将必然会对邻近的地铁隧道造成一定的影响,运用Midas GTS三维数值模拟计算软件分析基坑开挖对邻近地铁隧道的影响,对地层自重固结、基坑开挖施工的整个过程进行模拟分析,计算的结果与实际监测数据进行对比表明,该方法对实际工程有一定的指导意义。     

暗挖隧道开挖支护施工的数值模拟研究

在公路隧道施工过程中,如何通过支护手段保证隧道的稳定性是设计者和施工者所特别关心的问题.台阶法、CRD法、双侧壁导坑法是目前公路隧道施工中三种常用的方法.采用二维弹塑性有限元对不同开挖支护方式条件下隧道围岩的变形特征进行了比较,分析了各种方法的优点和缺点,为今后隧道的设计与施工提供参考依据.     

韩家岭大跨度隧道开挖过程数值模拟研究

采用面向对象的编程技术，选取可视化的开发工具Visual Basic和Fortran Power Station编制了二维弹塑性有限元分析程序EPFEM-2D。以韩家岭大跨度公路隧道为例，通过地质勘察和实验室岩石力学物理实验确定了隧道围岩的类别及一些必要的物理力学参数，优选出了能较好反映隧道实际受力状况的计算模型，利用EPFEM-2D对韩家岭大跨度公路隧道的开挖过程进行了数值模拟，所得计算结果和有关结论为韩家岭大跨度公路隧道的设计及施工提供了重要的参考依据。     

广州地铁广纺联区间隧道施工的有限元数值模拟

采用ANSYS有限元分析程序对广州地铁广纺联地段区间隧道施工方案进行了二维有限元分析。通过有限元计算，获得了在不同设计方案时围岩应力状态、围岩塑性区分布、地表沉降以及隧道支护结构中的内力变化情况，通过对比分析，得出一些结论，为广州地铁广纺联地段区间隧道施工方案提供了科学依据与技术指导。     

尾矿库加高与隧道开挖相互影响的数值模拟研究

以某尾矿库加高与下穿隧道开挖为例,采用有限差分法进行数值模拟,分析了既有尾矿库现状下开挖隧道对尾矿库的影响,以及后期尾矿库加高对隧道的影响。分析结果表明:1)隧道开挖引起的岩体应力重分布范围约为隧道直径范围的3倍左右,不会波及到地表尾矿库,隧道掘进对现有尾矿库影响甚微;2)隧道周边岩体应力分布规律主要由隧道开挖过程形成,尾矿库堆高加载作用对其没有影响,只附加其应力值。隧道处于岩体应力拱保护范围内的低应力区域,周边岩体应力平衡,处于稳定状态;3)数值模拟方法用于研究尾矿库加高与隧道开挖相互影响是可行的,该方法可供类似项目借鉴。     

复杂地质中隧道施工数值模拟分析与研究

隧道开挖到复杂地质时,由于条件不明而不能直接施工,为了得到相关参数,采用数值模拟分析隧道开挖时的位移和应力变化,以此研究其稳定性影响。模拟结果表明,泥土区域不适合直接开挖,否则会发生垮塌,在其开挖之前必须先进行稳定性加固,但是,泥土开挖对已经支护的隧道的稳定性影响非常小。因此,泥土区域被加固之后,可以对其进行施工而不影响隧道的稳定性。     

紧邻地铁隧道深基坑工程稳定性数值模拟分析

以武汉环球贸易中心(ICC)的深基坑项目为案例,通过分析现场实时监测数据,评估了基坑的变形状态及其对邻近地铁隧道的影响,采用MIDAS/GTS NX软件建立了数值模型,系统地进行了基坑开挖、支护过程及其对邻近地铁隧道的影响的数值模拟研究。研究结果显示,使用MIDAS/GTS NX软件进行的数值模拟分析与现场监测数据高度一致,并能准确反映基坑开挖过程中土体及周围建筑物的变形规律。因此,该研究为类似深基坑稳定性分析提供了宝贵实践经验,并解决了一系列实际工程难题。     

基坑开挖引起坑底地铁隧道回弹的有限元分析

21世纪以来,地铁作为一种城市快捷交通方式,获得了快速发展。地铁沿线成为地产开发的首选区域,越来越多的基坑工程出现于已建地铁隧道上方。基坑开挖将引起开挖面下一定范围土体产生卸荷回弹,使坑底已建地铁隧道上浮。因此,合理选择控制下方地铁隧道变形的设计、施工工艺,保证地铁安全,成为工程界必须解决的课题。以天津西站北广场上穿工程基坑开挖为背景,利用有限元分析软件ABAQUS分析了考虑时空效应的限时、分块开挖,以及抗拔桩、地基加固等措施以减小下部隧道变形的效果。对比发现数值模拟与理论计算结果基本一致,分析方法和结果可为类似工程提供有益的借鉴。     

溶洞对隧道爆破开挖影响的数值模拟研究

在岩溶地区采用钻爆法进行隧道开挖施工,溶洞的存在对隧道爆破开挖安全有直接影响,严重者会造成塌方、伤亡等重大事故．以圆梁山隧道岩溶地形为背最,采用DYNA-2D软件数值模拟了层状岩溶地区的既有溶洞对隧道爆破开挖的影响,并结合现场进行了研究．研究结果表明,当溶洞与隧道处于不同空间位置关系时,隧道爆破开挖时的应力将重新分布,在隧道拱顶、直墙和墙脚不同位置会出现破坏危险区域．结合现场进行的数值模拟结果与现场隧道破坏状况一致,验证了数值模拟的可靠性,为隧道施工提供了参考依据．     

深部隧道岩爆倾向性预测与开挖优化数值模拟

岩爆是深部隧道施工阶段不可避免的地质灾害之一,为了确保施工正常进行,准确预测岩爆的发生对深部工程安全建设具有重要工程意义。以米仓山隧道为工程依托,依据隧道岩爆段现场工程概况,基于三维离散元数值仿真平台对隧道风险区域进行岩爆倾向性预测,分析开挖后隧道掌子面附近围岩截面的二次应力场与能量场分布;对隧道风险区域采取优化开挖进尺的方法,并分析不同进尺开挖下围岩应力场与能量场的变化规律。结果表明,基于能量准则能够有效预测岩爆发生的具体位置与等级,具有良好的可行性与准确性,且控制开挖进尺可以有效分散围岩内储存的弹性应变能,削弱因开挖导致的围岩局部应力集中现象。     

基于数值模拟的隧道开挖及支护方法选择

对某隧道岩层交汇土石交界段隧道开挖与支护的施工过程进行三维有限元数值模拟,对比分析正台阶留核心土法和双侧壁导坑法两种工法施工过程中的围岩应力和隧道周边收敛变形随时间和施工工序的变化规律,从整体上把握隧道施工的效果,找出有利于围岩稳定的最优开挖方案。     

多年冻土隧道开挖稳定性分析

采用通用有限元程序,利用温度结构间接偶合方法,通过数值模拟,分析多年冻土隧道开挖过程中可能出现的应力集中区和围岩变形,以选取合理的开挖方案和衬砌结构形式;通过热应力分析,分析多年冻土隧道施工环境温度场与多年冻土围岩稳定的关系,得出施工环境温度的变化对多年冻土围岩的稳定影响并不是在于其引起的强度变化,而是在于其引起的裂隙状态变化,明确了施工温度场对多年冻土围岩稳定的影响主要表现为因融化造成的局部崩塌,该结论可为多年冻土隧道施工提供依据。     

北京地铁暗挖区间隧道施工过程数值模拟

采用有限元方法对北京地铁5号线磁器口站～崇文门站区间隧道主体结构进行施工全过程数值模拟，以了解隧道施工过程中应力、位移变化情况，掌握施工过程中影响洞室稳定性的关键因素，以便指导施工。介绍了数值模拟计算结果。     

盾构隧道开挖面稳定数值模拟研究

盾构隧道施工中，开挖面稳定是保证掘进顺利进行的关键，本文利用能够考虑大变形破坏的拉格朗日有限差分计算程序，对砂土地层盾构施工中的开挖面稳定问题进行了数值模拟，并与前人离心试验研究结果进行了比较分析，证明了数值模拟在研究盾构隧道开挖面稳定方面的．可行性及其具有的优势，为盾构隧道施工中开挖面稳定问题研究提供建议。     

人工填土层地段隧道施工的数值模拟分析

针对某隧道进口明挖段地层结构松散、力学性能差,采用常规的支护措施难以达到预期效果的问题,提出采用地表减载、利用钻孔桩加横支撑、盖挖法等多种措施,并应用数值模拟方法研究其安全性。结果表明,通过这些措施的综合利用,可以保证隧道施工安全,降低隧道施工风险。     

隧道开挖卸荷效应诱发断层活化突水数值模拟研究

隧道开挖过程中工程岩体卸荷诱发断层活化突水是岩土工程领域的重要研究内容之一。以青岛某地铁站为地质背景，借助COMSOL Multiphysics数值模拟软件，建立不同倾角断层隧道开挖固流耦合模型，对隧道开挖卸荷诱发断层活化引起突水过程中围岩应力场、渗流场进行分析，获得不同倾角断层与开挖卸荷效应的互馈联动机制，明确关键突水点及突水工况。研究结果表明：55°倾角的断层最先活化，其对应力的吸收及阻隔效力最差；随断层倾角增大，断层对开挖卸荷效应的敏感程度降低。渗流场对断层倾角的变化较为敏感，倾角越大，断层汇集导通水能力越强，覆岩渗流场运移变化越快。研究结果可为地铁、隧道、矿山地下开采过程中防治断层活化突水事故提供理论参考。     

双连拱地铁隧道开挖支护技术

通过改进工法解决广州地铁三号线支线某双连拱地铁隧道因设计不周、埋深浅、周边环境复杂等特殊工程条件,无法正常开挖中导洞的问题.使中导洞顺利开挖后,正线隧道顺利开挖支护.改进原设计方案中的CRD工法,利用正线部分空间开挖临时作业面,采用临时支护,二次托换、超前支护、注浆等手段开挖、支护中导洞,然后逐榀破除中导洞及临时作业面支护,再行采用类CD工法开挖支护正线隧道.中导洞及正线隧道开挖、支护过程中确保量测及时到位、及时反馈、适时调整临时支护条件,确保工程万无一失.本工法改进实施后,工程顺利进行,隧道初支完成后,没有出现安全质量事故.     

建筑密集区盖挖法地铁车站基坑通道式开挖设计及数值模拟

施工场地狭窄、变形控制严格是当前市区工程施工面临的重要难题。针对建筑密集区地铁车站基坑开挖出土方案、地层变形及结构安全性问题开展研究,设计了适用于建筑密集区地铁车站基坑明挖顺作+盖挖逆作组合开挖方法,其中明挖段为分层顺序开挖,盖挖段为通道式分层分段开挖。进一步,采用数值模拟的方法对盖挖段通道式开挖施工全过程进行仿真分析,结果表明:通道式开挖法两侧留土对抑制地层变形具有较好效果,整个施工循环,结构体系处于安全状态,地层变形能够满足控制要求。     

盾构隧道开挖面稳定数值模拟研究

盾构隧道施工中,开挖面稳定是保证掘进顺利进行的关键,本文利用能够考虑大变形破坏的拉格朗日有限差分计算程序,对砂土地层盾构施工中的开挖面稳定问题进行了数值模拟,并与前人离心试验研究结果进行了比较分析,证明了数值模拟在研究盾构隧道开挖面稳定方面的可行性及其具有的优势,为盾构隧道施工中开挖面稳定问题研究提供建议。     

隧道爆破开挖对洞口段边坡稳定性影响的数值分析

为了分析评价隧道爆破开挖对洞口段边坡稳定性的影响, 以武靖高速矮子寨隧道工程为依托, 采用FLAC^3D软件建立了相应数值分析模型模拟隧道爆破开挖施工过程, 计算分析了爆破施工对洞口段边坡稳定性的影响规律。研究结果表明：隧道爆破施工产生的振动效应会极大降低隧道洞口段边坡的安全系数, 并且会增大边坡地表位移沉降; 锚杆支护有助于提高振动荷载作用下处于失稳状态的边坡稳定性。