北京地鐵西四站暗挖段施工工法數(shù)值模擬研究

分析對(duì)比了荷載—結(jié)構(gòu)與地層—結(jié)構(gòu)兩種隧道襯砌結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法,并以地層—結(jié)構(gòu)法為基礎(chǔ),利用abaqus有限元軟件的熱—應(yīng)力耦合功能,通過(guò)設(shè)置溫度的變化,利用膨脹土材料的熱脹冷縮實(shí)現(xiàn)了土的膨脹,得出的計(jì)算結(jié)果對(duì)實(shí)際工程有參考價(jià)值。

以沙爾-沙爾隧道為研究對(duì)象,結(jié)合隧道的施工設(shè)計(jì)、支護(hù)參數(shù)和地質(zhì)情況,通過(guò)對(duì)隧道南洞口段進(jìn)行全斷面開挖與分臺(tái)階開挖兩種施工方式的數(shù)值模擬,分析了圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)在不同施工方式的應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng),經(jīng)對(duì)比分析研究認(rèn)為采用分臺(tái)階開挖模式,隧道結(jié)構(gòu)變形較小,能夠保持穩(wěn)定狀態(tài),為指導(dǎo)施工和修正支護(hù)參數(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

針對(duì)高速鐵路軟弱、淺埋超大斷面隧道,采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、三臺(tái)階七步法兩種施工方法分別進(jìn)行三維數(shù)值模擬和開挖方法的科學(xué)性進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明:在施作大管棚超前支護(hù)的前提下,三臺(tái)階七步法比較合理.研究結(jié)論為同類工程的設(shè)計(jì)和施工提供理論參考.

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(duì)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(jìn)行比較,通過(guò)對(duì)比分析,比較不同施工方法的差異,得出一些有益的結(jié)論。

本文以廣州市軌道交通五號(hào)線右線淘金~區(qū)莊區(qū)間隧道為背景,采用有限差分軟件flac3d對(duì)大斷面淺埋隧道的cd法、左右兩次施工、全斷面施工三種施工工法進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析比較了三種施工工法在不同工序下的地表沉降量、圍巖豎向應(yīng)力場(chǎng)以及支護(hù)豎向應(yīng)力的變化.研究結(jié)果表明:在相同支護(hù)措施下,cd法產(chǎn)生的地表沉降和塑性區(qū)最小,開挖在二襯中產(chǎn)生的應(yīng)力非常小,表明二襯在工程中發(fā)揮了很好的作用.

本文以山西省棚頭溝隧道擴(kuò)建工程為依托,采用flac3d有限差分程序?qū)θ珨嗝娣ê团_(tái)階法兩種擴(kuò)建方法進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,對(duì)比分析了兩種擴(kuò)挖方法工況下圍巖的位移變化規(guī)律和受力特征。計(jì)算結(jié)果表明,臺(tái)階法無(wú)論在控制圍巖的位移方面還是減小初期支護(hù)的受力方面都具有一定的優(yōu)勢(shì)。

本文結(jié)合浙江杭州—千島湖高速公路上南峰隧道的設(shè)計(jì)和地質(zhì)情況,對(duì)破碎圍巖條件下的六車道公路復(fù)合式中墻連拱隧道采用不同方法施工時(shí)的力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)體的地應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng),得出了ⅱ、ⅲ類圍巖條件下該型隧道的合理施工方法。

文章依托某市軌道交通地鐵站深基坑工程為背景,運(yùn)用flac3d有限元分析軟件對(duì)深基坑開挖的過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算,并與工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的實(shí)際結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,概括總結(jié)了膨脹土地區(qū)深基坑開挖過(guò)程中產(chǎn)生的地表沉降的變形規(guī)律、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移,運(yùn)用分析結(jié)果作為指導(dǎo)并制定基坑施工的安全防護(hù)措施,以保證基坑開挖施工的安全.

文章通過(guò)數(shù)值分析手段,對(duì)擬建隧道采用不同的施工方法所引起交叉既有隧道的受力、變形變化狀況進(jìn)行研究。全斷面法與上下臺(tái)階法對(duì)既有隧道的圍巖應(yīng)力及變形影響是一致的,兩者均引起拱頂及邊墻的圍巖應(yīng)力降低,拱底圍巖應(yīng)力的增高,既有隧道特征點(diǎn)均將產(chǎn)生下沉。全斷面法開挖引起既有隧道的位移量要稍大于上下臺(tái)階法,同時(shí)2種開挖方法對(duì)既有隧道二襯的受力影響幾乎相當(dāng),二襯經(jīng)歷對(duì)稱—非對(duì)稱—對(duì)稱3個(gè)變化過(guò)程,隨著開挖深入,其應(yīng)力逐漸增大,但遠(yuǎn)小于容許應(yīng)力值,處于安全狀態(tài)。并據(jù)此提出相應(yīng)的建議。

地下工程施工,會(huì)引起地層移動(dòng)而導(dǎo)致不同程度的沉降和位移,從而影響到隧道和地表建筑物的正常使用和安全運(yùn)營(yíng)。以某一地鐵施工為依托,運(yùn)用plaxis有限元軟件對(duì)施工進(jìn)行動(dòng)態(tài)開挖模擬,分析其沉降因素,正確估計(jì)特定地區(qū)可能發(fā)生的地面變形沉降,將模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的資料進(jìn)行了對(duì)比分析,模擬結(jié)果可信度高。該研究對(duì)城市地鐵隧道工程的設(shè)計(jì)與施工具有重要的指導(dǎo)意義。

采用數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法,對(duì)暗挖地鐵車站大斷面隧道施工過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真分析,研究了圍巖應(yīng)力、地表位移及結(jié)構(gòu)受力的變化規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明:隧道開挖過(guò)程中,暗挖大斷面地鐵隧道關(guān)鍵施工步序?yàn)殚_挖上、下臺(tái)階,并應(yīng)在開挖后及時(shí)封閉臨空面。本文對(duì)開挖過(guò)程中的施工關(guān)鍵部位及施工時(shí)機(jī)等給出了合理的建議。

根據(jù)重慶市云萬(wàn)高速公路觀音廟隧道ⅳ級(jí)圍巖段的施工方法數(shù)值模擬分析結(jié)果,得出ⅳ級(jí)圍巖段切實(shí)可行的施工方法,可供工程參考。

采用有限元方法對(duì)北京地鐵5號(hào)線磁器口站～崇文門站區(qū)間隧道主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工全過(guò)程數(shù)值模擬,以了解隧道施工過(guò)程中應(yīng)力、位移變化情況,掌握施工過(guò)程中影響洞室穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素,以便指導(dǎo)施工。介紹了數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果。

結(jié)合木寨嶺隧道的實(shí)際施工方法,采用三維有限元軟件midas/gts,分別對(duì)隧道的4種施工方法進(jìn)行數(shù)值模擬,4種施工方法分別為全斷面法、二臺(tái)階法、三臺(tái)階法和超前導(dǎo)洞擴(kuò)挖法.選取適當(dāng)?shù)奈锢砹W(xué)參數(shù)進(jìn)行數(shù)值建模,從模擬結(jié)果中提取拱頂沉降、水平收斂、隧道應(yīng)力、塑性區(qū)等數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,從而得出最優(yōu)的施工方法,即適用于高地應(yīng)力軟巖隧道的施工方法,以及相應(yīng)的支護(hù)措施.并在討論部分引用類似狀況隧道實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證數(shù)值模擬的合理性和正確性,可以為高地應(yīng)力軟巖隧道設(shè)計(jì)施工提供一定的參考.

該文以重慶地鐵4號(hào)線下穿渝懷鐵路隧道為工程背景,基于有限差分程序flac3d建立了三維數(shù)值計(jì)算模型,通過(guò)模擬計(jì)算研究了新舊隧道的相互影響,對(duì)應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)進(jìn)行了分析,得出了應(yīng)力、位移云圖和位移(拱頂、拱底和拱腰)變化曲線。研究結(jié)果表明,應(yīng)力和位移具有明顯的三維效應(yīng),由于地鐵隧道的開挖使鐵路隧道拱底產(chǎn)生96kpa的拉應(yīng)力,鐵路隧道拱底最大沉降量5.08mm,沉降凹槽左、右展寬距洞室中心約25m。研究結(jié)果可為類似工程設(shè)計(jì)和施工提供參考。

結(jié)合木寨嶺隧道的實(shí)際施工方法,采用三維有限元軟件midas/gts,分別對(duì)隧道的4種施工方法進(jìn)行數(shù)值模擬,4種施工方法分別為全斷面法、二臺(tái)階法、三臺(tái)階法和超前導(dǎo)洞擴(kuò)挖法。選取適當(dāng)?shù)奈锢砹W(xué)參數(shù)進(jìn)行數(shù)值建模,從模擬結(jié)果中提取拱頂沉降、水平收斂、隧道應(yīng)力、塑性區(qū)等數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,從而得出最優(yōu)的施工方法,即適用于高地應(yīng)力軟巖隧道的施工方法,以及相應(yīng)的支護(hù)措施。并在討論部分引用類似狀況隧道實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證數(shù)值模擬的合理性和正確性,可以為高地應(yīng)力軟巖隧道設(shè)計(jì)施工提供一定的參考。

本文簡(jiǎn)要介紹了新近發(fā)展起來(lái)的流形元數(shù)值方法,并編制了用戶界面友好的計(jì)算機(jī)程序。應(yīng)用流形元法對(duì)廣西平班水電站右岸實(shí)際滑坡進(jìn)行了數(shù)值模擬,取得了與實(shí)際滑坡破壞監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一致的結(jié)果。

文章以北京地鐵10號(hào)線國(guó)貿(mào)—雙井區(qū)間下穿地鐵1號(hào)線為工程背景,采用有限差分程序flac3d建立了大型物理和工藝仿真數(shù)值計(jì)算模型,對(duì)垂直下切穿越既有隧道過(guò)程中新舊隧道的受力、變形及地表沉降規(guī)律進(jìn)行研究。研究表明,10號(hào)線在距離1號(hào)線1倍直徑(6m)范圍內(nèi)開挖對(duì)其影響最大,引起1號(hào)線沉降占總沉降量的65%;10號(hào)線1號(hào)和2號(hào)導(dǎo)洞開挖會(huì)引起1號(hào)線最大主應(yīng)力的突然降低,應(yīng)力損失達(dá)到16%;1號(hào)線的存在對(duì)地表變形起到了阻隔傳導(dǎo)效應(yīng),致使充分沉降后地表沉降槽呈菱形分布。

北京地鐵西單站施工中的環(huán)境保護(hù)

北京地鐵西單站施工中的環(huán)境保護(hù)

在支護(hù)條件下模擬巖土工程的施工過(guò)程時(shí),無(wú)論在二維還是三維數(shù)值計(jì)算方面,顯式有限差分法連續(xù)介質(zhì)快速lagrange分析程序flac2d和flac3d具有明顯優(yōu)勢(shì)。以雅礱江官地水電站地下廠房洞室群為研究對(duì)象,結(jié)合水電站地下廠房的主廠房、主變室和尾水調(diào)壓室3大洞室平行布置的特點(diǎn),并考慮模擬效率和計(jì)算成本,首先采用flac2d進(jìn)行地下廠房3大洞室各種布局和間距方案的分析比較和優(yōu)化,得到安全經(jīng)濟(jì)的方案;再利用flac3d對(duì)確定方案下廠房洞室群在支護(hù)條件下的施工過(guò)程進(jìn)行三維模擬分析,計(jì)算得到在開挖過(guò)程中洞室圍巖的變形、應(yīng)力、塑性區(qū)分布以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力特征。這種綜合利用flac2d和flac3d,對(duì)地下廠房布置優(yōu)化和施工過(guò)程分別進(jìn)行二維和三維顯式有限差分?jǐn)?shù)值模擬的計(jì)算方案合理可行,所得結(jié)果和規(guī)律可用于指導(dǎo)地下廠房的設(shè)計(jì)和施工。

北京地鐵6號(hào)線朝陽(yáng)門站近接施工數(shù)值模擬