特大型岩溶地段隧道爆破数值模拟研究

为研究特大型岩溶地段爆破施工对隧道及溶洞结构稳定性产生的影响,提高隧道爆破施工的安全性,结合那丘隧道特大型溶洞地段工程,运用MIDAS软件对爆破动荷载作用下隧道的稳定性进行数值模拟研究。从应力、位移、速度三个方面分析得出:(1)在爆破荷作用下,隧道拱顶、拱脚及溶洞顶壁发生应力集中现象;(2)隧道拱顶竖向峰值位移为7.51 mm,溶洞顶壁峰值位移为2.46 mm;(3)隧道围岩质点峰值速度出现在拱顶为17.45 cm/s,溶洞围岩质点速度从顶壁峰值9.81 cm/s向左逐步衰减,左侧岩壁影响很小;(4)依据以上特征提出重点支护区域,同时将现场监测与岩石动力学理论研究相结合,提出那丘隧道爆破施工安全振速标准。     

特大型岩溶空区陡坡回填桩基施工技术研究

对于穿越特大型岩溶空区的高速公路隧道,空区轮廓与地层走向的复杂性势必会影响隧道结构的施工,岩溶空区处治对于隧道施工安全及隧道结构安全具有重要意义。以那丘隧道穿越的特大型岩空区为工程背景,针对隧道底部空区内的陡坡桩基施工难点进行分析,建立了一套以空区回填为辅,桩基施工为主的特大型岩溶空区陡坡回填桩基施工方法,并重点提出该套施工方法中的关键技术,最后结合陡坡回填桩基"先回填后浇桩"的施工特点,提出相应的桩基施工质量控制要点。     

基于数值分析的回填型岩溶隧道施工技术研究

为保证那丘隧道特大型溶洞地段主体结构的施工质量与结构稳定性, 在隧道底部溶腔已处治的基础上, 提出了主洞洞身开挖与初期支护施工技术, 并运用FLAC^3D对特殊断面的开挖施工进行模拟, 通过分析围岩位移与结构应力计算结果, 对岩溶整体结构开挖与支护效果进行了评价。结果表明, 围岩最大位移为5 mm, 支护结构应力小于设计抗压强度, 均符合施工设计规范指标。最后, 结合现场监测数据与数值模拟结果, 通过对比分析, 验证了实际施工技术的合理性, 可为类似工程提供参考。     

水平荷载作用下斜坡刚性桩非线性分析

在综合分析现有水平荷载作用下桩基分析方法的基础上,建立了考虑桩侧土体受力状态的斜坡刚性桩力学模型;根据极限平衡原理,建立横向荷载作用下斜坡刚性桩弯矩和应力平衡方程;引入考虑斜坡影响的p y曲线方法,提出了综合考虑桩侧土体极限承载力与水平抗力系数沿深度呈线性增加的侧向极限承载力与土体抗力承载力系数计算方法,同时,将该方法应用于计算实例,通过与已有有限元和理论计算方法对比分析,计算结果验证了本文方法的合理性与可行性;并利用该方法,分析了斜坡坡角、桩土接触面系数以及地基水平抗力系数对斜坡刚性桩承载特性的影响因素。分析表明:斜坡的坡角、桩土接触面系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响明显,而桩侧土的抗力系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响不明显。     

水平荷载作用下斜坡刚性桩非线性分析

在综合分析现有水平荷载作用下桩基分析方法的基础上,建立了考虑桩侧土体受力状态的斜坡刚性桩力学模型;根据极限平衡原理,建立横向荷载作用下斜坡刚性桩弯矩和应力平衡方程;引入考虑斜坡影响的p-y曲线方法,提出了综合考虑桩侧土体极限承载力与水平抗力系数沿深度呈线性增加的侧向极限承载力与土体抗力承载力系数计算方法,同时,将该方法应用于计算实例,通过与已有有限元和理论计算方法对比分析,计算结果验证了本文方法的合理性与可行性;并利用该方法,分析了斜坡坡角、桩土接触面系数以及地基水平抗力系数对斜坡刚性桩承载特性的影响因素。分析表明:斜坡的坡角、桩土接触面系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响明显,而桩侧土的抗力系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响不明显。     

特大型岩溶地段隧道爆破施工技术

以那丘隧道3种特殊岩溶断面为例, 从炮孔布置、装药结构和起爆网络等3个方面提出了爆破设计方案, 同时对钻孔、装药填塞、超欠挖控制等施工要点进行了阐述。现场施工效果证明了针对特殊岩溶断面所提出的爆破设计方案和施工方法合理, 可为类似特大岩溶隧道爆破施工提供依据和指导。