多场耦合作用下层状含水页岩力学特性试验

层状岩体是现代水利工程建设中常见的工程地质情况之一,在渗流-应力-损伤等多场耦合作用下会发生不可预见的变形、开裂等现象,给工程施工建设和稳定运行带来影响。文章基于某水工隧洞中遇到的层状页岩地质问题,开展了不同层理夹角页岩在不同含水状态下的三轴渗透试验,对多场耦合作用下层状含水页岩力学损伤特性进行了分析,以期能为隧洞的开挖支护参数提供理论依据。     

浅埋大跨径隧道施工技术

根据青岛仰口隧道浅埋区的复杂地质条件,采用较为安全的双侧壁导坑法开挖。开挖时,断面分为多个工作面施作,每个开挖工作面在初支作用下立即形成应力闭合状态,充分利用围岩的自承能力,很好地控制了整个施工过程中的应力变形量。     

秦岭终南山高应力公路隧道及洞群稳定性分析

秦岭终南山公路隧道是目前世界第二长的公路隧道,其建设规模居世界第一。高应力,强岩爆倾向和复杂洞群结构是影响隧道2#竖井工程稳定性的主要因素,因此,对其施工过程的洞群围岩及空间结构力学演化特征进行研究,将为隧道及洞群优化设计提供科学的定量化依据和施工安全保障体系。本文利用岩石力学综合测试和数值模拟手段对隧道及洞群结构受力特征进行了分析,结果表明,混合片麻岩在高应力作用下具有瞬间发生脆性破坏的特点,洞群围岩在高应力区域具有岩爆倾向;同时,洞群开挖后空间力学特征复杂,施工时相互影响作用明显,特别是四连拱段拱脚高应力集中区域以及风道跨越主隧道段洞群之间低应力结构等将对整个洞群稳定性造成影响,为整个竖井工程施工中的关键部位。     

基于有限元模型的高水压普通混凝土压力隧道优化设计

为模拟普通混凝土压力隧道衬砌开裂过程的水力-机械相互作用关系,文章提出了一种基于二维弹塑性有限元法的应力-渗流耦合方法,将固结分析结果与渗流分析结果叠加进行耦合分析。结果表明：通过灌浆加固,渗水会留在隧道附近,并增加外部水压。这种增加的外部水压降低了内部压力和外部压力之间的梯度,减少了渗流和水损失。同时发现无论内部水压多高,渗流的水仍在实际可接受的范围内。研究结果可为稳定岩石条件下的压力隧道设计提供参考依据。     

基于渗流-应力耦合作用下斜墙坝渗流及稳定分析

针对斜墙坝的渗流问题,文章基于渗流—应力耦合原理,运用有限元法,建立了渗流应力耦合分析控制方程进行分析计算.在此基础上,基于强度折减法理论,对渗流—应力耦合作用对斜墙坝安全系数的影响进行分析.通过工程实例计算渗流应力耦合效应对斜墙坝应力位移的作用及安全系数的改变,为工程运用提供参考.     

隧道大变形破坏成因及控制技术分析

为了减少复杂地质条件下的隧道大变形,结合工程实例总结某隧道出现变形破坏的特征及原因,提出在短时间内实现初期支护封闭成环,并以长短锚杆相结合形成锚杆群作用适应大变形变化的控制方法,并从超前地质预报、微三台阶上部核心土法开挖、长短锚杆相结合施工、隧道洞内水处理、监控量测等方面对大变形控制关键技术进行分析。结果表明,该控制技术确保了隧道结构的稳定和隧道掘进安全,将变形值控制在合理的范围内。     

不良地质条件下隧道管棚预支护技术研究

在不良地质段开挖隧道容易出现工程事故,因此常在隧道开挖前采取管棚预支护的方式对隧道进行加固。通过建立有限元模型的方法,对比分析有无管棚时隧道的力学行为,并分析不同截面处挠度的变化以及不同管棚支护长度对隧道沉降的影响。     

基于三维流固耦合的大头支墩坝静力分析

为分析和了解大头支墩坝的工作状态和特性,以我国最高的单支墩大头坝:新丰江水库大头支墩坝为例,基于流固耦合方法,对比分析有、无帷幕灌浆时大坝和坝基的渗流、应力和变形情况.研究表明:大头支墩坝的大头两侧及大头与帷幕连接处是最主要的水力梯度集中区;大头在渗流孔隙水作用下存在较大的水平拉应力;设大坝为多孔介质,采用流固耦合算法...     

基于COMSOL的土石坝流-热耦合影响研究

土石坝渗流是一种常见的工程问题，为研究土体流-热耦合作用下土石坝的响应，文章以某水库土石坝为例，基于COMSOL数值模拟研究了土体的热传导系数对二维土石坝心墙的渗流影响。结果表明：(1)COMSOL数值模型能够准确的模拟土石坝温度-渗流双因素影响作用下的响应过程，可通过测温技术准确定位集中渗漏的位置；(2)心墙在6.1、10.1、14.1m处出现0.02m集中裂缝渗漏工况下，下游的渗流场和温度场均会发生较大的突变，且裂缝高度越大，温差差异性越大，渗流速度越小。研究对于反映土石坝渗流场特征，并及时发现工程隐患具有指导意义。     

广佛过江隧道工程冲刷试验研究

介绍了一项沉管式隧道的最大冲深物理模型试验。沉管式隧道修筑过程中需要先开挖后回填,隧道覆盖层与原河道之间存在软硬交界面,在河道发生冲刷时可能形成拦河潜坝,导致局部冲刷加强,影响堤防及隧道本身的安全,开展物理模型试验是论证隧道工程合理性的有效技术手段。针对位于珠江三角洲东平水道上的广佛过江隧道工程实例,根据抗冲性的要求选用不同模型沙以模拟河道分层地质和隧道覆盖层,开展隧道河段在极端洪水作用下冲刷试验,根据试验成果优化埋深和覆盖层冲刷防护措施,为过江隧道方案设计和施工提供合理依据。     

悬臂掘进机在隧道开挖施工中的应用

应用悬臂式掘进机进行隧洞开挖具有较高的适应性和灵活性，能够应用于不同的支护模式和断面的挖掘，快速完成施工，具备后续施工优化、有效节约成本的优势，针对隧道的开挖施工具有良好的应用价值[1]。介绍悬臂式掘进机隧道开挖方式与传统方式的对比及具体施工工艺，分析隧道施工中悬臂掘进机的应用性，并以XTR6/260型号悬臂掘进机为例进行应用分析，旨在为施工单位提升隧道开挖的施工管理提供借鉴。     

超大型基坑与地下隧道群相互影响研究

为了解决城市复杂地下结构群之间相互影响的工程难题，依托深圳某预建商业建筑基坑和地下规划交通隧道工程，对基坑与隧道群相互影响力学行为以及考虑建筑附加荷载作用下下穿隧道管片配筋设计进行研究。采用有限元计算软件建立基坑与规划交通隧道群三维数值模型和高铁隧道管片配筋荷载-结构模型，分析管片内力、基坑结构位移等指标，评价基坑与地下隧道群的相互影响。结果表明：1)在现有基坑桩-筏板基础结构设计情况下，管片内力变化幅度最大为10.85%,对后期交通隧道近接建筑基坑的影响较小；2)地下规划交通隧道施工过程中对基坑结构位移影响有限，隧道开挖后桩基础最大水平位移为1.36 mm,竖向沉降为2.44 mm,筏板基础最大水平位移为0.41 mm,竖向沉降为2.40 mm; 3)在建筑附加荷载作用下，隧道管片最大内力出现在拱顶内侧和拱腰外侧，考虑弯矩传递系数ξ时隧道管片配筋需要加强。研究成果优化了既有桩基础影响下的隧道结构配筋，可以为城市复杂隧道群的设计与施工提供参考。     

高地温对水工隧道围岩内力及变形的影响

为研究高地温对水工隧道围岩内力及变形影响。文章基于数值模拟研究了不同路径、不同围岩深度及侧压力系数等因素对水工隧道稳定性的影响。结果表明：隧道围岩位移在拱顶和拱底处达到最大值,洞壁环向应力在边墙处最大,洞壁位移在边墙处达到最小。侧压力系数不同工况下,边墙处的洞壁环向应力最大,位移在边墙处最小。实际工程中应加强薄弱处的施工质量,加强监控预警,保障施工安全。     

不良地质条件下的隧道施工要点及质量控制分析

为了避免不良地质条件下隧道施工的质量问题,以某不良地质条件下的粉砂层为主的浅埋隧道施工为例,从地表加固、超前支护、洞身开挖、洞身支护、防水工程施工、钢筋工程施工、模板工程施工、二次衬砌施工等方面总结其施工要点,提出相应的质量控制措施,消除不良地质条件对隧道施工质量的影响,确保隧道工程的施工质量。     

基坑开挖隔离墙措施对既有水工隧洞保护作用分析

为形象表征隔离墙对基坑开挖下既有水工隧洞的保护作用,文章基于Midas三维有限元分析软件,分析了施加隔离墙前后2种工况下土体及隧洞结构位移的变化情况,结果表明:施加隔离墙可进一步降低土体和隧洞的横向位移及竖向位移,对结构的保护作用较好,文章结论可为隔离墙的应用提供依据。     

输水隧洞V级围岩洞段开挖进尺数值模拟研究

确保掌子面稳定是软弱围岩条件下地下洞室工程施工中需要解决的关键性问题。文章以某引水工程输水隧洞V级围岩洞段为例,利用有限元数值模拟软件对不同开挖进尺下的围岩变形和应力特征进行模拟计算。根据计算结论,建议在开挖过程中选择1.0m的开挖进尺。     

隧道断层破碎带铣挖法开挖施工技术

结合广大铁路祥云隧道开挖施工项目,围绕"铣挖法"在隧道断层破碎带的应用展开探讨,明确该工艺技术优势,从开挖、出渣、支护、循环作业及作业效率等方面分析其工艺要点,并通过与钻爆法应用效果对比,验证该技术在项目的可行性。工程实践表明:应用铣挖法能够有效减少围绕扰动,施工效果良好。     

气液两相流原理在边坡稳定性分析中的有效性研究

为研究雨水渗流行为和孔隙水压变化对边坡稳定性的影响,以降低降雨诱发的边坡失稳概率,采用气液两相流数值模拟法对一维渗流实验和斜面模型渗流实验进行分析,并对2012年青海省同仁县西山发生的滑坡进行再现模拟。按Mohr-Coulomb屈服标准建立风化岩弹塑性模型,通过孔隙水压力和孔隙压力以及有效应力变化分析了滑坡发生的可能性。结果表明:1)单相流分析没有考虑到孔隙气压的影响,可能导致渗透速度快于实验结果,而气液两相流分析可有效评估孔隙气压对土体渗流的影响,并更易计算饱和度、基质吸力和渗透系数之间的关系;2)模型试验结果表明,一旦渗透面到达计测点,孔隙压力就会突然上升,采用两相流应力-渗流耦合分析时,滑坡发生位置和形态与实际滑坡高度相似,滑动面附近的孔隙水压力和孔隙气压增加是造成滑坡的重要原因之一。研究证实了气液两相流法在降雨边坡稳定性分析中的适用性与有效性,可为研究降雨期间的边坡稳定性提供一定参考。     

施工通风对隧道石方开挖的经济性影响研究

凭借经济、高效、对地质条件适应性强等特点,钻爆法在我国交通、水利、水电等行业岩石隧道工程中被广泛应用.有效的施工通风能够降低钻爆法施工产生的烟尘等有毒有害气体,显著改善掌子面的工作环境,但同时也提高了隧道石方开挖的费用.在对隧道施工通风的研究基础上,通过对比分析公路、水利定额消耗量研究施工通风对隧道石方开挖的经济性影响.同时,将研究成果在某引水工程输水隧洞开挖方案比选中进行了实例应用,优化了施工方案,取得了良好的经济效果,可为同类工程参考借鉴.     

东庄水库水垫塘高陡边坡施工期变形特性研究

东庄水库水垫塘边坡为高陡边坡,在开挖过程中若变形过大,极易引起应力变形.因此,文章通过构建三维有限元模型,分析边坡施工期过程中的应力变形特性.发现开挖后应力变形主要集中在平台、马道部位,每级边坡开挖的2～9m范围内均出现了0.1～0.3MPa拉应力,有必要加强支护,可为其他类似水利工程作为参考.