深埋地铁车站出入口交叉段施工力学特性的数值分析

文章以重庆轨道交通10号线某深埋地铁车站为研究对象,采用有限差分法FLAC3D对该车站出入口段两种不同开挖施工方案进行数值计算,分析两种不同施工方案对车站出入口段围岩与初期支护结构力学行为的影响。分析结果表明:出入口段开挖对车站交叉口部位围岩和初期支护结构的应力与变形均会产生显著影响。采用方案Ⅱ即在车站双导坑施工完成后再开挖其出入口方案时所引起的围岩变形、最大主应力和初期支护结构的最小主应力均小于方案Ⅰ即在车站隧道施工完成后再开挖出入口的方案。将方案Ⅱ用于重庆轨道交通10号线某深埋地铁车站出入口段的施工可保证车站与出入口交叉段围岩与初期支护的稳定性,对类似工程具有参考价值。     

葫芦山隧道下穿沪昆铁路小碧隧道稳定性影响

新建下穿隧道施工不可避免地会对既有上部隧道产生不利影响。以贵州双龙经济区物流外环道路葫芦山隧道下穿沪昆铁路既有小碧隧道为工程背景,采用三维有限元方法研究新建隧道施工对既有铁路隧道稳定性的影响。研究结果表明,葫芦山隧道施工完成后,小碧隧道拱顶最大沉降值为1.65 mm,拱底最大值为1.93 mm,拱腰B1水平位移峰值为0.004 3 mm,拱腰B2水平位移峰值为0.014 mm,均满足有关变形控制标准。小碧隧道二衬最大主应力峰值为0.39 MPa;最小主应力峰值为2.86 MPa,满足混凝土极限强度及容许应力的要求。二次衬砌既有受压控制又有受拉控制,最小安全系数值均位于拱顶,均为受拉控制,其值分别为7.2、6.6。既有沪昆铁路小碧隧道在新建葫芦山隧道左右幅开挖施工扰动的情况下结构是安全的。     

高水压盾构隧道围岩应力及位移数值分析

以兰州轨道交通1号线一期工程穿黄盾构隧道施工为背景,针对高水压盾构隧道建立有限元模型并进行了数值计算和分析。结果表明:考虑渗流的影响,两边墙外围的最大主应力和最小主应力的范围都有所扩大;同时围岩也产生了很大的变形,但是变化趋势以及规律没有太大的变化,在洞室的顶部以及底部位移达到了最大值。     

基于Mogi-Coulomb强度准则的隧道围岩理想弹塑性解答

合理选择岩石强度准则对隧道应力及位移预测和支护设计都具有重要意义,基于MogiCoulomb强度准则和理想弹塑性模型,通过中间主应力系数反映中间主应力的影响,推导了圆形隧道围岩应力和位移的解析解,并对所得结果进行比较与验证,得到了中间主应力和围岩抗剪强度参数的影响特性。研究表明:具有广泛的适用性和较好的可比性,Mohr-Coulomb强度准则解答和Matsuoka-Nakai准则解答均为其特例;结果关于中间主应力系数b=0.5对称,较好地反映了岩石强度的中间主应力效应及其区间性;粘聚力及内摩擦角对围岩塑性区半径和隧道洞壁位移的影响显著,应充分考虑中间主应力影响及围岩抗剪强度参数变化对隧道设计与施工的影响。     

某隧道超挖条件下应力应变模拟分析

为研究超挖对隧道的安全性影响,以某隧道为工程依托,建立拱顶超挖的仿真模型,分析拱顶超挖情况下围岩位移及应力变化规律。结果表明:随着超挖高度的增加,围岩的拱顶沉降、地表沉降、土体位移及拱顶最大和最小主应力逐渐增大,且会在拱顶和拱肩部位产生明显的应力集中现象。     

新建公路填挖方对下方既有隧道的影响分析

文章针对国内某拟建的高速公路辅道在修建过程中与既有隧道存在立体交叉的工程状况,采用FLAC~(3D)有限差分软件模拟得到交叉里程段施工前后的围岩主应力场和结构位移,对比分析既有隧道上方填挖方及路基施工对既有隧道的影响。结果表明,填方对围岩主应力、既有隧道和路基结构位移影响较挖方影响更大,在填挖方施工一段距离后,既有隧道结构基本处于稳定状态,无继续劣化现象。     

大断面隧道支护结构地震反应特性分析

从围岩-支护结构-地震相互作用研究思路出发,利用ADINA非线性有限元软件,通过大断面隧道施工力学及瞬时动力时程分析,研究隧道支护结构在水平(Ya)、纵向(Za)及水平-纵向(YZa)不同地震加速度作用下的位移、应力反应特性.结果表明,水平地震加速度对支护结构的水平位移、最大主应力、加速度和速度影响大,纵向地震加速度对纵向位移、有效应力、最大及最小主应力、最大剪应力、加速度和速度影响都大.在Ya=0.191 g、0.440 g或Za=0.141 g及其YZa共同作用下,大断面隧道初期支护遭到破坏,二次衬砌局部损坏;在Ya=0.440 g或Za=0.326 g及其YZa共同作用下,隧道二次衬砌遭到损坏;在Ya=0.880 g或Za=0.652 g时,隧道支护结构可能会遭到严重破坏.     

基于改进双剪统一强度理论的围岩松动圈分析

为了研究岩石应变软化、剪胀性质、中间主应力和拉压不等特性对围岩松动圈的影响,基于改进双剪统一强度理论,得到了隧道围岩松动圈半径、围岩应力及洞壁位移的解析表达式。通过与已有方法计算结果的对比,验证了该方法的可行性,并进一步分析了中间主应力大小以及软化程度对结果的影响。研究结果表明:(1)随着软化模量的降低,隧道围岩塑性区、松动区(圈)半径以及洞壁位移均逐渐减小;(2)中间主应力大小对隧道围岩弹塑性行为具有一定的影响,随着中间主应力系数b的增大,围岩的切向应力在塑性软化区、破碎区内变大,而在弹性区内减小,围岩的径向应力在3个区域内均增大;(3)隧道洞壁位移随着中间主应力系数b的增大而减小;(4)考虑中间主应力的影响以及围岩软化的程度,能够充分发挥围岩的强度潜能,合理指导隧道布置、支护设计与施工。该结果为隧道围岩松动破裂分析提供了理论依据,具有一定的工程参考价值。     

新型引水式电站中水压致裂地应力测量技术应用研究

在中国西南某新型引水式水电站工程中使用水压致裂技术开展了原地应力及相关岩体力学参数测试。结果表明,工程区现今应力场状态以NNW向挤压为主,最大主应力值为7.35～8.16 MPa,方向约为N33～52°W,倾角约26～39°。气垫调压室三维原地应力状态的最大主应力值为10.63 MPa,最小主应力为4.98 MPa;围岩岩体抗劈裂强度高值区在5.50 MPa以上,低值区为3.00～3.50 MPa。根据围岩应力分布非均匀性遵循的一般性规律,结合原地应力测量与裂隙围岩原地承载能力测试结果的各自特点,提出了利用地应力测量数据、原地承载力测试结果、弹性模量数据综合评估承压洞室围岩最小主应力的方法,给出气垫式调压室部位最小主应力综合评估值2.86 MPa。并分析了地应力状态对地下厂房、引水隧洞、气垫调压室稳定性的影响。     

上软下硬地层盾构下穿施工中既有隧道应力和变形研究

上软下硬地层在沿海地区十分常见,由于地层竖向差异显著,在其中进行盾构施工难度较大。为评估上软下硬地层中盾构下穿过程中既有隧道的响应和安全,以广州地铁22号线下穿3号线的实际工况为例,基于Midas-GTS构建精细化的盾构下穿施工模型,并结合实测数据对其进行校验。在此基础上,分析了盾构下穿施工中既有隧道应力和变形,主要结论如下：（1）将Midas-GTS所得的沉降数据与现场实测的沉降数据相对比,证明Midas-GTS的有效性和可靠性。（2）在盾构下穿过程中,既有隧道的最大主应力分布于中间管片拱腰处,最大主应力为0.755 MPa;最小主应力处分布在管片拱顶区域,最小主应力为3.7 MPa。（3）在上软下硬的地层中开展盾构施工,既有隧道的最大沉降值为1.04 mm,小于规范允许值。