隧道二次衬砌结构在拱顶存在空洞状态下的数值模拟分析

我国高速公路隧道普遍采用新奥法技术进行设计和施工,隧道主体结构以锚喷支护和模筑混凝土复合衬砌结构为主流形式。施工中和隧道长期运营的过程中不可避免的在隧道二次衬砌混凝土的拱顶部位存在一定范围的空洞。本文依托某隧道。采用了数值模拟分析的方法对隧道二次衬砌结构在这种病害条件下的受力状态进行模拟,研究二次衬砌混凝土在该病害形式下的应力分布特征及其对隧道使用的长期安全性方面的影响。     

浅埋大断面小净距隧道支护受力特性实测与模拟研究

浅埋大断面小净距隧道围岩稳定性差,加上相邻隧道间相互扰动频繁,支护结构受力复杂,极易引发隧道塌方与地表变形等问题,严重威胁隧道施工安全。以重庆海天堡隧道为背景,采用现场监测与数值模拟相结合的方法,对浅埋大断面小净距隧道围岩压力与复合式衬砌内力的施工响应规律进行研究。结果表明：相邻隧道施工相互扰动明显,后行隧道核心土开挖对先行隧道围岩压力释放影响最为显著;先行隧道支护可通过加固围岩实现小净距隧道压力拱水平减跨,进而提高后行隧道围岩承载力;针对浅埋大断面小净距隧道开挖,双侧壁导坑法可有效控制围岩变形及压力释放。基于该隧道开挖方法的围岩压力及支护受力施工响应规律可为施工方案的优化提供借鉴与参考。     

地铁盾构下穿立体车库修建时序的影响分析

某地铁盾构隧道施工即将下穿一拟建七层公共立体车库工程,两个项目的施工存在工期冲突和相互影响,既需要保证地铁隧道安全掘进施工,又要确保立体车库的修建和运营安全,分析二者的修建顺序对项目的安全影响、优化修建时序对推进项目实施尤为重要。采用三维有限元软件,对地铁盾构隧道下穿立体车库的不同修建时序建立工况进行数值模拟计算,分析立体车库结构与地铁隧道结构的受力行为。结果表明,立体车库先期施工对盾构隧道结构受力和变形比较有利,同时立体车库的设计楼面活载须进行必要的调整。分析成果为实施复杂结构项目的安全评估提供了重要手段和有效依据。     

核爆超压作用下地下下穿结构荷载计算

文章采用理论和数值模拟的方法,对核爆超压作用下地下下穿结构的受力情况进行了对比分析计算,揭示了核爆超压作用下地下已有结构对下穿结构荷载的影响,给出了地下下穿结构荷载的计算方法,为地下下穿人防结构的工程设计和施工提供了依据。     

软岩隧道支护结构受力特征分析

为研究软岩隧道支护结构的受力特征,优化软岩隧道支护方案及施工工法,以龙怀高速石凹顶隧道为依托,选取浅埋段、深埋段、破碎带断面进行现场监测,从支护结构受力的变化规律、空间分布、对比验证等,对围岩压力、接触压力、初支混凝土应力、钢拱架应力等进行系统研究。结果表明：软岩隧道采用CD法比预留核心土法施工扰动小,作用于支护结构上的荷载也相应偏小;作用于支护结构上的荷载与围岩破碎程度及所受构造应力大小呈正比关系;隧道施工中应尽量减少不必要的围岩扰动,充分发挥围岩自承能力。     

富水岩溶铁路隧道水害成因及排水洞整治效果分析

以既有铁路拱桥铺隧道为依托，通过现场调查、地质分析等手段归纳隧道水害的典型特征，采用仿真模拟方法探究明确暴雨后高水位下隧道结构内力、位移与渗流场的规律特征，并探讨排水洞工程的整治效果。结果表明：连续强暴雨下岩溶地层的地下水位骤升、运营期排水系统的堵塞以及洞内过度泄水措施引发的水害风险是案例隧道水害发生的主要原因；经仿真数值模拟研究，创新提出邻近既有高铁隧道新增排水洞科学合理的空间位置和断面，有效解决运营安全问题；经排水洞整治后，外水压力（尤其是隧底）明显降低，仰拱隆起得到有效控制，即使面临高地下水位仍能保障运营隧道的结构安全与稳定。该研究对于后期岩溶隧道设计施工具有一定的实践指导意义，针对岩溶发育地区创新提升地下岩溶发育及地下水勘探水平，科学优化隧道结构设计，确保运营安全。     

双侧壁导坑法隧道不同施工阶段变形分析

以武汉市光谷一路—高新四路排水通道工程为例,运用有限元分析软件PLAXIS,对双侧壁导坑法隧道的施工过程开展数值模拟,重点对不同施工阶段产生的地表沉降和拱顶沉降等进行分析.计算结果表明:在隧道开挖过程中,洞周土体均发生不同程度的变形,不同施工阶段对应的地表横向沉降槽形状基本与Peck曲线相近,且地表沉降的最大值在隧道轴线对应的地表处,其中S6a、S6b区段施工完成后发生的地表沉降最大值分别为2.1、1.2 mm;另一方面,S6b、S6a区段双侧壁导坑法的拱顶沉降最大值分别为6.9、2.8 mm,拱底隆起最大值分别为7.9、7.3 mm,且最大值发生位置均在隧道轴线对应的拱顶及拱底处.     

强夯振动对临近建筑物振动影响的数值模拟研究

文章结合某一强夯工程实例,利用BIM技术中MIDAS数值软件模拟了在强夯冲击荷载作用下,产生的振动对临近建筑物的受力和变形影响。分析了在一定受力、变形特征的各因素,探讨了强夯振动对临近建筑物的影响程度;提出合理的强夯设计施工参数、强夯安全施工距离及有效的减振隔振措施,为今后类似的工程的设计与施工提供借鉴与指导。     

大断面黄土浅埋隧道CRD工法施工力学行为分析

由于黄土的特殊性决定了大断面黄土浅埋隧道施工过程中会遇到大量的困难和问题。本文结合铁路客运专线大断面黄土浅埋隧道CRD施工工法,利用三维数据模拟对施工过程中地层的变形、支护结构的力学行为进行了理论探讨,并结合实际监测的结果,对大断面黄土隧道CRD工法施工方法的安全性、合理性进行验证和评估分析研究。     

跨软弱夹层隧道开挖扰动应力与变形特征分析

随着中国超长隧道的建设，难免会穿越不同构造地层以及一些软弱夹层、断层。软弱夹层本身是一种结构松散、力学性能弱、易变性强存在不同岩层之间的弱性地质结构，在隧道施工过程中，开挖扰动对原岩造成了应力重分布，使得软弱夹层处在不稳定或欠稳定状态，对隧道施工安全具有潜在威胁。因此，通过三维数值计算分析的方法，对跨软弱夹层隧道开挖扰动过程中结构不同部位的应力分布规律以及变形规律进行分析，基于应力、位移分布特征对隧道施工过程提出针对性支护措施，为隧道开挖稳定性研究提供参考。     

运营高铁无砟轨道临时支撑系统研究

为保障运营高铁无砟轨道维护施工过程列车运营安全,设计一种临时支撑系统。该临时支撑系统由WJ-7型扣件系统、钢垫板支承层、填充找平层和锚固系统组成,利用数值模拟受力分析和顶推试验,对支撑系统的结构稳定性进行计算分析和模拟。研究结果表明,在51 kN横向顶推作用下,支撑系统变形量小于2 mm。在无砟轨道变形整治工程中,应用该支撑系统代替既有轨枕承载。监测结果表明,该支撑系统能够有效保持施工过程中轨道几何尺寸稳定。     

基于FLAC3D隧道初期支护方案研究—以青医西院区站隧道为例

利用FLAC3D软件建立两种不同初期支护方式作用下的隧道模型,对隧道的开挖与支护过程进行模拟,分析围岩与支护结构的受力和变形,对比其应力分布和围岩位移情况,选出更为合理的支护方案。研究发现：预应力锚杆能够及时为隧道围岩提供支护作用,不存在支护时效的问题,而普通水泥砂浆锚杆需等地层产生变位后才能发挥作用。     

规划码头施工对隧道影响分析试验研究

为研究邻近规划码头施工期对盾构隧道影响，以武汉二七路过江通道为例，通过有限元的计算方法，研究在最不利工况条件下，规划港口岸线内码头锤击沉桩施工引起的隧道衬砌结构水平位移、竖向位移以及振动引起的峰值速度。结果表明：规划码头打桩施工引起的隧道处振动速度、结构位移等变化远小于安全限制值，邻近规划码头打桩施工不会对隧道结构安全造成不利影响。     

新建隧道爆破振动对既有邻近设施的影响规律

为保证邻近既有线高速铁路在爆破施工过程中的运维安全,对其邻近隧道段进行爆破振动安全监测。以实测振动数据分析为基础,结合ANSYS LS-dyna有限元软件建立隧道爆破开挖对既有隧道影响分析的数值计算模型。通过仿真计算结果分析,得到隧道爆破开挖对邻近既有隧道内、路基、桥墩的爆破振动传播衰减规律。结合爆破振动经验公式对振动数据进行拟合回归分析,进而对50～300 m范围内邻近既有线隧道爆破施工最大允许安全药量进行计算。研究结果可为类似爆破工程提供可靠的实践经验和理论参考。     

深基坑工程近接施工对既有地铁的影响——以济南某邻近地铁基坑开挖工程为例

基坑开挖过程中,扰动、地层损失和固结沉降等会引起地层产生移动和变形,随之邻近既有地铁结构发生变化,影响地铁运营安全。为研究基坑开挖过程对临近地铁区间结构的影响,结合临近济南地铁3号线某深基坑工程,选取大型岩土有限元分析软件MIDAS系列 GTS NX作为数值计算平台,建立三维有限元模型,对临近区间盾构隧道和风井的深基坑工程施工过程进行模拟,根据计算结果对区间隧道及风井进行影响分析,可为类似工程提供设计经验,对地铁保护区内作业项目管理提供技术指导。     

隧道通风系统三维数值分析

隧道通风是整个隧道设计的重要组成部分，对于隧道安全运营特别是在火灾情况下，防灾救援其重要作用，因此，全面、系统分析和研究隧道通风局部影响显得十分重要。本文结合FLUENT软件，对公路隧道通风系统的各个细部进行三维数值模拟分析和研究，沿程阻力、弯曲风道，进而研究局部压力损失的关系曲线、影响因素及其变化的基本规律，从而验证了在目前隧道通风规范中对于风速和隧道设计的部分要求和规定     

工程施工质量控制研究

本文以某大道工程中的一个宽度大、混凝土施工量大、施工类别众多的湖底隧道工程为例,依照建筑工程施工质量控制的基本理论,从分析该工程的问题及其成因入手,着重分析研究该大道工程施工阶段质量控制的措施,并从施工工艺、技术及质量三方面提出了具体的控制途径和方法。     

超大跨度变断面隧道围岩力学动态响应与开挖步序优化数值模拟研究——以苏州七子山隧道为例

为了保证超大跨度变断面隧道的施工安全,同时兼顾施工便利性及施工效率,依托苏州长江路南延工程-七子山隧道工程,针对连拱转大跨段开挖过程中拆除或保留临时支撑,以及超大跨度段的是否调整优化开挖步序这两种工况,采用FLAC3D开展数值模拟研究,从围岩位移和围岩应力两方面进行对比分析。研究结果表明：以上两种工况下,围岩位移和围岩应力均存在明显差异;在连拱转大跨段,开挖过程中保留临时支撑围岩所受扰动更小,围岩应力变化较小;在超大跨度段,开挖步序优化方法的拱顶最终沉降值减小了8.60%,仰拱最终隆起值减小了4.01%,左边墙和右边墙最终水平收敛值分别减小了9.42%和16.70%,且优化方法的各测点围岩应力变化相对较小。根据得到的对比分析结果对现场施工提出优化建议：对连拱转大跨段,随开挖过程保留临时支撑,同时为保证施工便利性,采用门式拱架作为临时支护手段;对超大跨度段,采用优化的开挖步序进行施工,可进一步降低围岩扰动,提高施工安全。     

双侧壁导坑法隧道施工方案优化研究

以武汉某排水通道工程为工程背景，运用有限元分析软件Plaxis3D，对双侧壁导坑法隧道的施工过程开展数值模拟，重点分析不同循环开挖进尺、不同工序对隧道开挖过程中的变形响应及地表变形规律，优化双侧壁导坑法隧道施工方案。计算结果表明：循环进尺为4 m时计算得到的地表沉降值及拱顶沉降值显著大于循环进尺为1 m和2 m时的对应值。施工顺序1(Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ→Ⅵ)较施工顺序2(Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ→Ⅴ→Ⅵ)对地层扰动影响更小。对比计算结果，综合考虑施工安全及施工效率的因素，建议隧道的循环进尺取2 m，施工工序采用顺序1(Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ→Ⅵ)。该研究可为武汉地区相似地层环境条件下的暗挖隧道工程提供设计参考。     

岩溶隧道施工力学特性分析

本文以贵昆铁路新湾予寨一号段岩溶地质隧道为研究对象,运用数值分析方法,分析了溶洞存在与否对隧道开挖的不同阶段的影响,为今后遇到类似岩溶地质能采取相应的施工措施提供借鉴意义。