富水地段浅埋公路隧道破坏面形状分析

基于流固耦合理论,对富水地段浅埋两车道和四车道公路隧道进行数值模拟,研究了围岩的松动土体力学行为,得出松动土体的剪切破裂角,并与理论解进行对比。结果表明:地下水渗流作用对破坏面形状有重大影响,考虑渗流时的破裂角比不考虑时小11.8%~19.7%;随着隧道所处地下水位升高,围岩破裂角逐渐减小,围岩松动剪切破坏范围增大;大跨度隧道破裂角受地下水渗流的影响比小跨度隧道显著。得出结论,计算富水地段浅埋公路隧道荷载时应该考虑地下水的渗流作用。     

基于FLAC3D大断面浅埋偏压隧道开挖 方式数值分析

以V级软弱围岩杏花村偏压隧道工程为背景,应用有限差分软件FLAC3D对大断面偏压隧道进行开挖数值模拟,研究大断面浅埋偏压隧道中微台阶法与环形开挖预留核心土开挖的不同效果。结合杏花村三车道隧道施工实测数据,通过对比分析发现模拟结果与实际监测结果一致。FLAC3D准确模拟软弱围岩浅埋偏压隧道开挖,结果表明:在大断面偏压隧道开挖中,偏压侧位移较大,施工过程中,可采取在偏压侧设置挡土墙或加厚衬砌厚度的措施。通过对数值模拟中围岩应力状态、衬砌结构内力的比较,综合考虑后采取环形开挖预留核心土法进行大断面偏压隧道开挖,有较好的施工效果。     

浅埋偏压隧道开挖顺序数值分析

利用平面数值模拟方法,以某浅埋偏压的公路隧道施工为背景,对隧道左右洞开挖顺序进行施工数值模拟,分析开挖过程中围岩应力的变化情况,找到两种开挖方式在整个开挖过程中最容易产生破坏的施工步骤,得出浅埋偏压隧道先开挖深埋侧可避免出现较危险的施工状态这一结论,对研究类似工程的施工具有一定的指导意义。     

浅埋双侧偏压小净距隧道施工力学效应研究

结合某浅埋双侧偏压小净距隧道工程为背景,以弹塑性理论为依据,利用有限元分析软件建立了考虑双洞先后施工过程的隧道数值模型,主要研究了此类隧道在各个施工阶段的围岩压力特征及位移特征,并以围岩应力比的概念来反应隧道双侧偏压的特点,研究表明偏压对隧道洞室内外侧围岩压力及位移影响较大,在隧道设计时应予以重视。     

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随着我国公路隧道建设的蓬勃发展,连拱隧道的修建也越来越多。连拱隧道一般应用于中短隧道工程,常常存在浅埋偏压、地质条件较差等问题。河北省张石高速公路岔道2号隧道全长188m,属于双连拱隧道。围岩级别主要由IV、V两级构成,进口段围岩比较破碎,埋深较浅同时具有偏压现象,给施工带来了一定难度。本文采用现场监测与数值模拟两种手段,对隧道浅埋偏压段围岩开挖后的位移变形进行了分析研究。研究结果表明两种分析结果基本吻合,可见采用数值模拟方法在隧道工程分析上是可行的,同时也弥补了单一的现场监测方法存在的预见性较弱的缺陷。     

浅埋偏压隧道边坡体系稳定性分析及加固技术

浅埋偏压隧道围岩与边坡相互影响,任何一方的失稳破坏均会影响另一方的稳定性,因此需将二者作为一个系统进行研究。以某山岭隧道为例,该隧道洞身大多处于偏压状态,分别对围岩及边坡进行加固处理,并经监测及数值仿真,表明了该体系加固技术是有效,可为类似工程提供一定的实践经验。     

超浅埋偏压隧道洞口段施工变形控制

浅埋偏压隧道所处地质环境复杂,隧道围岩强度低、岩体破碎,地下水渗透,易导致围岩失稳。结合月麦岔隧道施工,通过数值模拟分析与现场监控量测,对浅埋偏压段施工围岩变形进行研究。结果得出:隧道开挖后,整个地层由于偏压作用发生了向右的变形,并且反压回填的锚固桩发生了一定的倾斜;隧道各塑性区未连通成片,山体基本处于稳定状态;隧道位移变形呈非对称分布,并且以沉降变形为主。经过衬砌弯矩最大的4个特征点的检算,可发现衬砌截面强度满足规范要求。研究表明:采取的施工方案及支护效果较为理想,变形及沉降量符合要求,可为解决浅埋偏压隧道洞口段施工变形控制问题提供参考。     

浅埋偏压软弱围岩高铁隧道施工技术

浅埋偏压软弱围岩隧道工程施工中,由于围岩结构的稳定性较差,在隧道开挖施工过程中很容易出现塌方现象。需要对浅埋偏压隧道工程施工工艺进行分析,以确保开挖施工安全和隧道结构的稳定性。主要以某工程实例为背景,建立隧道开挖施工有限元模型,介绍了隧道施工工艺对围岩结构稳定性的影响。     

不同开挖方式下浅埋隧道施工数值模拟分析

伴随着交通基础设施的发展,层状围岩浅埋隧道在交通工程建设领域中越来越频繁地出现,而围岩稳定性对于浅埋隧道的施工尤为重要。以某隧道为例,利用数值模拟的方法研究不同开挖方法对浅埋隧道层状围岩力学特征的影响,从而合理地选择开挖方法指导层状围岩浅埋隧道的施工。     

偏压角度变化对小净距隧道围岩稳定性影响研究

依托某小净距隧道工程,借助Abaqus有限元软件建立三维隧道模型,研究不同隧道围岩偏压角度下围岩塑性区、围岩应力、位移变化规律,结果表明:当偏压角度大于40°时,中夹岩柱最易发生塑性区中心贯通而破坏,需采取有效加固措施对其进行处理;相比隧道深埋侧,偏压角度变化对浅埋侧隧道围岩稳定影响更为显著,对中夹岩柱影响最大.基于偏压角度变化对隧道围岩稳定性的影响,提出了偏压小净距隧道分类标准,当偏压角度小于10°时,隧道处于弱偏压状态;偏压角度为10°～40°时;隧道处于偏压逐渐增长状态;偏压角度超过40°时,为陡坡偏压状态.     

大断面公路隧道开挖工法适应性研究

文章结合成都天府国际机场高速公路龙泉山隧道工程,研究多线并行大断面隧道群的工法适应性。采用数值分析的手段,分别针对2车道隧道与3车道隧道两种工况,考察全断面法、台阶法、双侧壁导坑法等6种开挖工法的应用情况,通过围岩塑性区、围岩变形情况与初期支护结构受力特征等指标计算结果的横向对比,分析不同工法的应用特点,提出不同工况下开挖工法的选择建议。     

衬砌纵向开裂隧道地震响应振动台的试验研究

为了研究高速铁路双线隧道衬砌纵向裂缝对结构抗震安全性的影响,针对《铁路隧道设计规范》（TB 10003—2016）IV级围岩开展大型振动台模型试验,试验采用改进的静动耦合剪切模型箱,考虑隧道埋深、衬砌开裂位置和开裂形式3个影响因素,分析隧道衬砌的地震动应变和结构内力响应规律. 试验结果表明:在地震剪切波作用下,浅埋隧道和深埋隧道衬砌结构的破坏形式分别为受拉破坏和受压破坏,破坏位置均首先出现在拱腰,对应的无裂缝衬砌破坏时振动台台面输入波峰值加速度分别为0.8g和0.9g;拱顶和边墙处裂缝对隧道衬砌结构抗震安全性影响较小,而拱腰处裂缝影响显著;浅埋和深埋条件下,拱腰处有裂缝的衬砌破坏时振动台台面输入波峰值加速度分别为0.5g和0.6g;纵向裂缝的开裂形式不同,衬砌破坏时对应的峰值加速度基本相同;在深埋条件下,相比于正截面裂缝,拱腰处斜截面裂缝导致衬砌结构破坏后变形速度加剧.      

孙家崖偏压-滑坡隧道围岩变形和受力特征分析

新奥法施工的核心思想是把隧道围岩和支护结构作为一个完整的支护体系来考虑,监控量测是新奥法施工不可缺少的环节.以奉(节)巫(溪)高速公路孙家崖隧道为工程背景,基于该隧道浅埋、偏压、隧道洞口段穿越滑坡体等工程特点,通过现场监测隧道内围岩变形和围岩应力,结合左右线施工方法分析得出,该隧道左右线围岩的变形规律;围岩压力的分布规律;围岩变形与压力的关系;隧道与滑坡体之间的相对稳定关系.研究过程为该隧道的信息化施工提供了保证,同时研究成果也可为设计和分析研究其它同类工程提供参考.     

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

基于前人既有研究成果和日本龟浦隧道围岩变形试验,结合郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,阐述隧道施工影响下围岩变形动态规律,提出围岩变形控制的技术要点和技术措施,并提出相应的围岩变形控制建议.研究结果表明：隧道开挖后的围岩变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种形式,且这3种变形是同时发生的.控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和围岩大变形等是隧道围岩变形控制的要点.开挖过程控制和辅助工法控制是隧道围岩变形控制的重点,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是关键.     

变坡条件下浅埋偏压隧道围岩压力解析法

目前浅埋偏压隧道围岩压力主要采用隧规计算方法，而对于左右洞隧道洞门不在同一里程，一侧需要开挖路基边坡，使隧道从自然放坡状态转为邻路基变坡状态的工况，隧规不适用于计算其围岩压力. 依托安徽某高速公路，运用极限平衡原理推导了邻路基变坡条件下浅埋偏压隧道围岩压力解析解. 计算结果表明:由于变坡的存在，深埋侧修正算法计算竖向围岩压力小于规范法，相对误差为15.98%，水平围岩压力保持不变；浅埋侧修正算法计算竖向围岩压力及水平压力均小于规范法，其竖向压力相对误差为24.93%，水平压力相对误差为5.50%，变坡的存在对浅埋侧影响较大；对比围岩竖向及水平偏压率，有变坡围岩偏压率更大；围岩位移、应力及等效应力，有变坡约为无变坡的1～5倍，围岩及结构更加偏于不安全.      

偏压连拱隧道施工优化研究

结合有关工程实例,选取具有代表性和典型性的浅埋地形偏压覆土厚度,对不同坡度情况下偏压连拱隧道结构受力及围岩屈服破坏等进行施工步骤优化研究,可有效防止由于地形偏压而产生的结构偏压受力的不利情况,实现连拱隧道工程的优化施工.     

Asymmetric Rock Pressure on Shallow Tunnel in Strata with Inclined Ground Surface

By building a tunnel model with a semi-circular crown, the asymmetric rock pressure applied to the shallow tunnel in strata with inclined ground surface is analyzed. Formulae, which not only include the parameters related to both tunnel structure and surrounding rock mass, but the overburden depth, are developed. The computation for four tunnel models show that the method presented is feasible and convenient. Furthermore, the influence of the overburden depth on the rock pressure is elaborated, and the criterion to identify the deep or shallow tunnels is formulated as well.     

大断面浅埋土质隧道施工工法优化分析

为探明大断面浅埋土质隧道在不同施工工法开挖下的变形及支护力学响应特征,寻求适用的工法,以宁安铁路钟鸣1号隧道工程为依托,采取现场试验与数值模拟相结合的方法,研究该类隧道在3种不同工法下的洞周及地表变形、围岩塑性区分布范围、初期支护及二次衬砌内力变化规律。研究结果表明：大断面浅埋土质隧道围岩变形有明显的空间效应,开挖面处预收敛变形所占比例约40%-50%;CRD法与六步CD法施工在控制洞周及地表变形方面明显优于三台阶临时仰拱法,且开挖产生的围岩塑性区分布范围小,两者均能满足围岩及支护稳定性的要求,而CRD法较六步CD法施工工期稍长、造价稍高,因此六步CD法为该类地层隧道施工的优选工法。     

下穿重载公路隧道变形模拟分析

鹰窝山隧道浅埋段下穿以运煤车辆为主的锦赤公路。车辆超载现象严重,隧道围岩为全风化花岗岩,围岩稳定性极差。在隧道施工过程中必须保证公路正常运营,施工难度大。基于现场试验获得了围岩物理力学参数,采用数值方法对施工方案进行了三维数值模拟,计算结果和隧道变形结果均表明,所采用下穿公路的隧道施工方案是合理的,保证了隧道施工安全和下穿公路的安全。