路堑边坡开挖对邻近既有铁路隧道影响分析

结合工程实际,运用ANSYS有限元数值模拟方法,建立了路堑边坡施工中岩土体开挖和爆破振动对邻近既有铁路隧道结构影响的三维模型,分析并得出了路堑边坡开挖对既有隧道结构应力应变和爆破振动的影响规律。模拟分析表明:1)路堑边坡开挖产生的剪应力是对既有隧道结构影响的最不利因素,既有隧道衬砌结构受到剪应力破坏区域影响时,路堑边坡开挖对既有隧道衬砌产生的应力应变数值影响存在较为明显的突变;2)模型模拟最大段装药量耦合装药结构爆破产生的质点振动数值相对实测数值偏大;3)邻近既有铁路隧道不同间距下最大段药量值可由萨道夫斯基公式和LS-DYNA软件模拟预测数值的平均值确定。     

不同开挖错距条件下偏压连拱隧道围岩及中隔墙应力变化规律分析

偏压连拱隧道施工工艺繁杂,围岩多次扰动,两个洞体之间相互扰动影响较大,导致衬砌结构内力分布更为复杂。以大中山1号偏压连拱隧道为工程背景,结合隧道实际开挖情况,采用MIDAS/GTS软件建立隧道三维数值模拟计算模型,对偏压连拱隧道V级围岩中导洞-台阶法开挖不同施工顺序下围岩和中隔墙受力变形及二衬受力状况进行模拟分析。结果表明,当浅埋侧主洞先行,上下台阶开挖步距为6 m,左右幅掌子面错距为2.5~3倍洞径时,开挖作业过程中两洞相互影响较小,结构受力较为合理。     

浅埋偏压连拱隧道衬砌裂缝监测与综合分析

浅埋偏压连拱隧道二次衬砌开裂是隧道安全预留层受力的综合表征,衬砌裂缝的调查分析与监测可以反映隧道整体受力情况。以云南石红高速公路大中山1号隧道为工程背景,通过对其衬砌裂缝的现场调查、统计与分析,结合施工图设计、施工记录、施工监控量测报告系统,分析了浅埋偏压连拱隧道裂缝产生的主要原因为施工因素、地质因素及偏压荷载。进而针对典型裂缝进行裂缝空间形态跟踪监测,并对量测数据进行适时整理分析,掌握了裂缝成因发展规律,基于衬砌结构承载状况给出了裂缝控制与防治措施。     

爆破冲击荷载下花岗岩残积土的力学响应试验研究

地铁隧道盾构施工前,通常需要对风化层中的孤石进行爆破处理,爆破荷载不可避免地对周围土体产生扰动.为了调查爆破冲击荷载对花岗岩残积土力学行为的影响,开展了不同冲击速率、频率、振动峰值应力及有效围压作用下花岗岩残积土的冲击动力试验,分析冲击荷载引起的超静孔隙水压力和变形的发展规律与破坏模式.结果表明:高速冲击引起的颗粒重排会增大土的内摩擦角,但强度增大的同时也会破坏原生结构强度,土体产生更多裂缝;振动峰值应力与频率对残积土的影响均存在着临界值,振动峰值应力与频率超过临界值时,强度软化且变形量增大;低围压下残积土可能会出现剪胀与剪切带破坏;提出的3种爆破冲击破坏类型中,低频高振动峰值应力的冲击条件下易出现严重的冲击破坏,频率3 Hz、振动峰值应力400 kPa是厦门花岗岩残积土介于破坏型与亚稳定型的临界影响值,因此,工程实践中应关注低频、高振动峰值应力的爆破冲击对周围土体带来的危害.研究可为花岗岩风化层中爆破法处理孤石提供施工参数,也可为考虑爆破振动影响的土层的力学参数确定与评价提供技术支持.     

堆积体地层隧道围岩注浆效果水-力耦合分析

根据饱和非饱和渗流理论,结合公路隧道工程实例,通过渗透力与应力耦合的三维有限元模拟,分析了注浆层厚度、围岩与注浆层渗透系数比对堆积体地层隧道涌水量以及对围岩和支护结构的影响.分析结果表明:①注浆层厚度对涌水量影响较小,注浆层渗透系数对涌水量影响很大,控制注浆层渗透系数在1.0E-9 m/s以下可以有效地满足隧道施工和安全运营的需要;②水-力耦合效应使围岩应力、位移、塑性区范围及支护结构应力增大,注浆对其具有明显的改善作用.     

过江隧道穿越既有铁路相互影响研究

过江隧道穿越既有铁路的相互影响是一个难点.依托重庆长江隧道穿越襄渝铁路工程进行研究,研究结果表明：过江隧道施工对既有铁路两个方向地表沉降的影响都很小,最大值为2.549 mm,故受影响的既有铁路附近地层不需做特殊加固处理,但要加强监控;既有铁路对过江隧道结构安全性及洞周位移影响也较小,在列车荷载作用下结构最小安全系数为6.8,过江隧道结构仍是偏于安全的,故隧道结构可不作加固处理,只需加强监控.研究成果为保证既有铁路的正常运营及过江隧道的结构安全性提供了理论基础,并可为相似工程提供参考.     

软弱围岩下小净距隧道中岩柱加固方法分析

建立基于Drunker-Prager本构模型小净距隧道弹塑性三维模型,进行室内比尺模型试验的数值模拟。比较数值模拟和室内试验之间的结果,验证数值模型试验的有效性。通过对围岩的位移、塑性区、整体塑性能释放、最大塑性应变分析,比较上、中、下岩盘等不同加固工况的优劣,为实际施工加固方案择提供技术参考。     

特大悬索桥隧道锚岩石力学综合研究

针对泸定大渡河特大桥雅安岸隧道锚承载特性问题,采用基于岩石力学试验的综合研究方法,从围岩地质与力学特性、隧道锚1:10原位缩尺模型试验及隧道锚承载特性数值分析等方面,对隧道锚及围岩变形特征、蠕变特征及承载能力等开展系统研究.对比围岩地质与力学特性二者的关系,验证了模型锚的地质代表性.基于岩体(石)力学试验,提出了岩体力学参数建议值.原位缩尺模型试验结果表明:(1)1 P(1 P=5340 k N,设计荷载)、3.5 P和7 P荷载下,锚体最大变形分别为0.42,2.50,6.41 mm;模型锚锚塞体的周边岩体最大变形分别为0.25,1.86,6.59 mm.(2)1 P,3.5 P和7 P荷载下,锚碇、围岩和锚碇与围岩位错的蠕变都经历了减速蠕变阶段后趋于稳定,属于衰减型蠕变.(3)模型锚碇系统屈服荷载特征点5.25 P,满足规范要求.研究技术路线及成果可供类似隧道锚工程借鉴.     

爆破震动等效载荷模型

通过对实验数据、点源矩理论和等效孔穴理论的分析对比认为: 在爆破区的邻近范围以外的震动信号主要来源于由于爆破作用引起的爆破后的爆破区邻近范围内地质结构的自振. 震动信号是由结构进行滤波后传出的, 而不是像很多人认为的那样: 这种滤波作用主要是由介质的非弹性性质(如介质阻尼等)决定的. 由此给出了一种适用于松动爆破的爆破震源的等效模型, 说明并验证了在一定条件下载荷的时间函数的冲量的决定作用. 同时实现了利用有限元方法对爆破震动过程进行数值模拟, 与实验结果的对比说明模型简单有效.     

茶条岭隧道数值模拟分析与研究

以十堰至天水高速公路茶条岭隧道现场的监测数据为依据,运用大型有限元软件 MIDAS,采用三维模型模拟隧道开挖过程,并将数值模拟的结果与实测数据的分析结果相对比.分析表明围岩在初期支护施工一段时间后,经过应力调整,其变形和支护结构受力趋于稳定,拱顶下沉和周边位移满足监控管理标准规定     

基于PLC的隧道窑控制系统设计

针对某企业的一条180米隧道窑控制系统给出了整体设计方案及控制方法。在经过对隧道窑烧成过程以及隧道窑自动控制系统发展状况进行分析以后,设计了一种基于PLC的自动化集成控制系统。设计的系统在实际生产过程中运行良好。该系统不仅降低了工人的工作强度,还提高了产品质量、减少了能源消耗,并且为实现自动控制打下了基础。     

河底公路隧道地震响应分析

本文结合实际工程,利用ANSYS软件建立三维有限元模型,采用地震时程分析方法对软弱地基下的河底公路隧道抗震性能进行了研究分析,为该类型隧道的设计提供参考依据。     

隧道围岩施工监测及位移动态模拟分析

为了研究不同支护结构参数和不同开挖方法对围岩位移的影响,以百勺洋隧道为研究对象,通过现场实测、回归分析和数值模拟的技术手段,以大型非线性有限元软件ADINA为研究工具,建立有限元模型。通过改变锚杆支护相关参数和开挖方法,进行大量模拟运算。运算结果表明,随着锚杆长度的增加,地表点下沉量不断减小,隧道的底鼓幅度也逐渐减小,边墙的收敛量也逐渐减小;随着锚杆间距的增加,顶端最大下沉点的竖直方向沉降值增大,边墙收敛值也增大;开挖方法不同时,随着开挖步数的减少,地表下沉值增加,隧道底鼓现象也越明显。开挖步数越多,洞周收敛值越小。     

顶棚烟道对隧道火灾烟气蔓延影响的CFD分析

基于一种顶棚设有烟道的新型隧道结构,采用FDS软件,对该隧道内发生火灾时的烟气蔓延情形进行了模拟分析,并与常规隧道进行了比较。结果表明：烟道口的设置缩短了烟气的回流距离,降低了人员逃生的相对长度,但使得位于火源点2端烟道口内外侧的隧道上部烟气浓度均有所增高;烟道口处设有一定的排风时,可加速烟气进入烟道,从而提高烟气排出的速度,使得2端烟道口外侧的烟气浓度大大降低,提高了人员逃生的安全系数,也使得火灾发生时消防人员可从上、下游两个方向对火灾进行扑救。该种隧道结构为人员逃生、消防人员对火灾的扑救、隧道结构的维护提供了一种新的方式。     

基于FLUENT的人工气候室风洞试验的数值模拟

在分析飓风对输电网络影响的机制上,采用流体工程仿真软件FLUENT对某人工环境模拟实验室的风洞试验进行三维数值模拟,获得了小型人工气候室内的三维流场特性和风速参数,并分析考察了导流板和导风板对子试验区流场均匀性的影响.研究结果表明,合理增加导流板和导风板数量可提高风速均匀度以满足实验模拟要求.研究工作为人工环境模拟实验室的搭建和风洞试验流场均匀性的进一步改进提供一定的理论依据.     

TGP206地质超前预报系统在隧道施工中的应用

复杂地质条件下的隧道施工中,如何探明地质情况,选择合理开挖方案,关系到隧道施工的顺利进行,超前地质预报的作用显得尤为重要．本文结合隧道工程实例,介绍TGP206型地质超前预报系统的原理、数据采集、数据处理、成果解释技术;通过与开挖后地质情况对比,检验预报结果的可信度;并提出实践中遇到的一些问题,以供讨论,为以后类似工程的开展提供经验。