主要對小間距隧道在洞口偏壓和兩個洞口有錯臺的情況下進行施工動態(tài)監(jiān)測和平面數(shù)值模擬分析。以云南省平年隧道為例,通過分析現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù),得出現(xiàn)場量測的洞口地表沉降值對預(yù)測洞口塌方有重要的作用的結(jié)論。應(yīng)用施工動態(tài)反饋的原理對選定斷面的洞周收斂和地表沉降量測值進行分析,得到了正常施工情況下的擬合函數(shù),可為后續(xù)步驟的施工提供參考價值。再通過二維情況下的數(shù)值模擬分析,與實測結(jié)果進行對比,反映了一些規(guī)律性問題,重點研究了兩個隧道中夾巖體的穩(wěn)定性。

近年來,隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)條件的不斷進步,尤其是在我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的進一步實施,我國高等級公路呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的局面,公路隧道數(shù)量日益增多。在山區(qū)狹窄地帶等特殊地形條件下,采用分離式隧道線路較為困難且造價高昂,于是產(chǎn)生了雙連拱隧道形式。文章以腰子坡連拱隧道為研究背景,通過運用大型通用有限元軟件ansys,建立了隧道穿越v級i型圍巖地段的二維彈塑性有限元模型,進行施工力學平面的數(shù)值模擬,得到隧道中墻應(yīng)力、圍巖應(yīng)力和位移、拱頂下沉、地表沉降值以及支護、襯砌的內(nèi)力值以及上下臺階開挖方式對這些值的影響。

隧道洞口明挖段圍巖一般自穩(wěn)能力較差,如何通過支護等手段保證洞口明挖段在施工過程中的圍巖穩(wěn)定是至關(guān)重要的問題。為保證隧道安全順利施工,采用三維空間彈塑性有限差分法(flac)對隧道施工過程進行模擬分析計算,包括施工過程中周邊土體的應(yīng)力分布狀況、變形情況,地表沉降情況,支護與襯砌的受力情況和變形狀況等方面。根據(jù)模擬分析結(jié)果對隧道周邊土體的穩(wěn)定性和支護參數(shù)做出綜合評判,為隧道施工提供科學依據(jù)。

文章以重慶市地鐵1號線大坪車站跨越既有線段施工為研究對象,介紹采用flac3d對近距離疊交情況下新建隧道施工引起既有隧道襯砌的應(yīng)力和位移進行了模擬和分析,同時分析了新建隧道以樁+承臺的方法跨越隧道施工后樁軸力和承臺梁彎矩的分布情況,研究成果為今后類似地鐵工程建設(shè)提供參考依據(jù)。

革鎮(zhèn)堡隧道是遼寧省的重點建設(shè)工程,其中破碎段巖體地質(zhì)條件復(fù)雜,傳統(tǒng)方法不能很好地反映其力學行為。針對上述問題,在建立大規(guī)模的復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的數(shù)值網(wǎng)格基礎(chǔ)上,采用三維巖土工程軟件flac3d,分別根據(jù)無支護、初次支護和二次支護3種情況,4m一個步長,分為上下兩臺階對該段隧道的分步動態(tài)施工過程進行了三維數(shù)值模擬。通過對位移場、應(yīng)力場的演化情況和塑性區(qū)分布的模擬計算,分析了開挖支護動態(tài)過程的復(fù)雜力學行為。計算結(jié)果顯示,位移與監(jiān)測數(shù)據(jù)比較一致,現(xiàn)有的二次支護方案能夠保證圍巖的穩(wěn)定性。數(shù)值模擬的結(jié)果對于該段隧道的施工具有指導意義。

根據(jù)昆明—石林高速公路陽宗隧道s5型支護襯砌優(yōu)化調(diào)整方案和xk38+926斷面現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù),進行位移反分析,得到計算所需的圍巖彈性模量e和側(cè)壓力系數(shù)k0;然后運用有限元方法,對其試驗洞段上下臺階開挖動態(tài)施工過程進行仿真數(shù)值模擬研究,從而反饋調(diào)整和指導施工

根據(jù)昆明—石林高速公路陽宗隧道s5型支護襯砌設(shè)計優(yōu)化調(diào)整方案和xk38+926斷面現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù),進行位移反分析,得到計算所需的圍巖彈性模量e和側(cè)壓力系數(shù)k_0;然后運用有限元方法,對其試驗洞段上下臺階開挖動態(tài)施工過程進行仿真數(shù)值模擬研究,從而反饋調(diào)整和指導施工。

廣州市軌道交通六號線潯峰崗至燕塘段東湖車站暗挖段,采用三維空間數(shù)值模擬計算方法對東湖車站管棚超前預(yù)支護中洞法施工方案的施工動態(tài)進行數(shù)值模擬計算,以確定施工過程中的安全性及穩(wěn)定性,對現(xiàn)場施工提出建議以指導施工。

廣州市軌道交通6號線潯峰崗至燕塘段東湖車站暗挖段,采用三維空間數(shù)值模擬計算方法對東湖車站管棚超前預(yù)支護中洞法施工方案的施工動態(tài)進行數(shù)值模擬計算,以確定施工過程中的安全性及穩(wěn)定性,對現(xiàn)場施工提出建議以指導施工。

通過對大連地鐵隧道復(fù)雜圍巖地段圍巖和支護系統(tǒng)的現(xiàn)場測試,得到了鋼支撐、噴射混凝土等支護構(gòu)件的受力和圍巖位移收斂狀況,建立相應(yīng)的模型,進行了有限元數(shù)值分析,并對測試與計算結(jié)果進行了對比分析。研究結(jié)果表明:在復(fù)雜圍巖地段,采用現(xiàn)場動態(tài)監(jiān)控量測與有限元仿真模擬相結(jié)合的方法可為隧道襯砌設(shè)計和施工的安全可靠性提供科學依據(jù)和技術(shù)指導,可為類似工程研究提供參考。

采用crd工法及相關(guān)輔助工法對在沖積層中,洞間距僅為1m,圍巖軟弱的城市淺埋雙洞隧道進行暗挖施工,用數(shù)值模擬方法實現(xiàn)了這一復(fù)雜開挖施工過程.該方法主要運用有限差分程序,利用應(yīng)力釋放法及三維實體模型對隧道的開挖施工過程進行了三維動態(tài)模擬分析,總結(jié)了隧道拱頂、地表、地層沉降規(guī)律,研究了開挖施工中地層的塑性破壞區(qū)變化情況和中間巖柱的受力特點等,并將模擬數(shù)據(jù)與相關(guān)實測數(shù)據(jù)進行比較,認為此法合理、可行,可為以后的設(shè)計和施工提供參考.

以某鐵路隧道為工程背景,該隧道為軟巖大變形隧道,且地下水極為豐富,隧道穿過軟巖地層時,初期支護多次出現(xiàn)下沉、開裂,最后導致初期支護置換,施工進度極為緩慢。針對隧道在軟巖地段時,研究隧道在滲流場—應(yīng)力場耦合情況下,對隧道采用三臺階開挖方法進行模擬,驗證施工工法的可行性。

結(jié)合天壇東門站的工程條件,運用flac軟件對車站主體淺埋暗挖的四種施工和支護方案進行模擬研究。得出車站周圍土體應(yīng)力、塑性區(qū)和位移的基本變化規(guī)律,并確定最優(yōu)開挖方案。研究結(jié)果表明:(1)車站開挖過程中,地表破壞區(qū)基本從車站兩側(cè)垂線向外擴散至與垂線呈45°,車站兩幫的破壞區(qū)較大,管棚及底拱對抑制車站頂部和底部的破壞有非常明顯的效果;(2)單純的豎向或分層開挖對地表沉降均有不利的影響,2種開挖方式的適度結(jié)合能達到較好的效果;(3)偏弧中支撐較中直支撐更能有效抑制地表位移的沉降,半豎直半對稱開挖法方案為最優(yōu)方案;(4)實測結(jié)果進一步驗證車站開挖支護設(shè)計能滿足車站的整體穩(wěn)定性要求。

依托平陽高速某黃土公路隧道，采用三維數(shù)值模型對隧道洞口段不同施工工法施工過程中圍巖變形和支護結(jié)構(gòu)的受力規(guī)律進行研究。研究結(jié)果表明：（1）各工法下施工階段最不利狀態(tài)：臺階法為上臺階施工，crd法為先行洞上導坑施工，雙側(cè)壁導坑法為中上導坑施工，當進行到上述工序時應(yīng)加強監(jiān)控量測，開挖后及時施作初期支護。（2）黃土隧道洞口段優(yōu)先采用雙側(cè)壁導坑工法以防止圍巖產(chǎn)生過大變形。

以大連市某地下通道工程監(jiān)測項目為背景,通過對該地下通道橫向地表沉降曲線、縱向地表沉降曲線以及洞周收斂和拱頂位移曲線的數(shù)據(jù)分析,驗證在城市主干道下進行地下通道施工地表沉降對隧道圍巖穩(wěn)定性的控制作用。同時應(yīng)用flac數(shù)值軟件,采用平面應(yīng)變模型對南側(cè)施工段xs-2#斷面的不同施工階段進行數(shù)值模擬分析,得出考慮應(yīng)力釋放情況下不同施工階段對路面沉降的影響曲線,與現(xiàn)場實測結(jié)果基本吻合,對相似地質(zhì)條件的地下工程設(shè)計施工具有重要意義。

基于淺埋段隧道的特殊性,對結(jié)構(gòu)的可靠性提出了更高要求,以確保隧道在施工及運營過程中的安全.為驗證隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全可靠,以西藏珠角拉山隧道v級圍巖淺埋段為例,采用荷載結(jié)構(gòu)法(考慮地震荷載)進行結(jié)構(gòu)分析驗算,通過安全系數(shù)驗證結(jié)構(gòu)的強度,實際應(yīng)用證明該方法是可行的.

應(yīng)用有限元軟件abaqus對不同強度等級混凝土凍融后的力學性能進行了數(shù)值模擬,對比并分析不同凍融循環(huán)次數(shù)、不同加載速率對凍融后混凝土的峰值應(yīng)力、應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響。研究結(jié)果表明:隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,混凝土的峰值應(yīng)力呈顯著下降趨勢；相同凍融循環(huán)次數(shù)下,隨著加載速率的減小,混凝土的峰值應(yīng)力逐漸下降,但不同強度等級混凝土下降的幅度不同。研究結(jié)果可為混凝土抗凍耐久性破壞提供一定的參考。

根據(jù)新奧法原理并結(jié)合工程地質(zhì)條件,采用全斷面開挖施工,對隧道施工進行了數(shù)值模擬,就其模擬結(jié)果進行了詳細分析,從而找出隧道施工中圍巖及支護結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變發(fā)展變化規(guī)律。

根據(jù)冉家壩隧道左線出口加強段臺階分部法開挖施工的特點,采用有限元方法對其動態(tài)開挖過程進行數(shù)值模擬分析研究,以配合和指導該隧道新奧法施工實踐.

基于巖質(zhì)較好的巖層中開挖隧道時常常存在一定長度的無支護區(qū)的事實，本文充分考慮圍巖自身具備的自穩(wěn)能力，以實際巖層力參數(shù)為基礎(chǔ)，建立了不同方法開失密武山隧道的力學分析模型，以三維ｃｏｕｌｏｍｂ－ｍｏｈｒ強度準則為屈服條件，利用三維彈塑性有限元程序，３ｄ－σ分別對全斷面法，上下臺階法，左右分部法和四分部法開挖隧道進的動態(tài)力學特性進行了數(shù)值模擬，得出了無支護進開挖方法對圍巖最終應(yīng)力場無影響，但卻很大程度地

高速列車隧道進口波屬于次聲波范疇,其強度比微氣壓波要弱,但隨著高速列車的不斷提速,也會造成新的環(huán)境問題。文章采用有限體積方法和任意滑移界面動網(wǎng)格技術(shù)方法,并結(jié)合piso算法和sstk-ω高雷諾數(shù)湍流模型,對crh3高速列車通過隧道產(chǎn)生的進口波特性進行了數(shù)值模擬研究。研究結(jié)果表明,隧道進口波由列車頭部和尾部駛?cè)胨淼罆r產(chǎn)生的負、正壓力脈沖波構(gòu)成,其傳播具有指向性和隨距離增加的衰減性。此外,進口波的幅值與觀測距離近似成反比,與車速的三次方近似成正比。

利用平面數(shù)值有限元模擬方法,分析隧道不同的開挖施工方法對圍巖和隧道結(jié)構(gòu)的影響,分別從襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力大小和隧洞洞周變形等方面進行比較,通過對比分析,比較不同施工方法的差異,得出一些有益的結(jié)論。