殷家?guī)r隧道施工過程有限元模擬與分析

盾構(gòu)隧道開挖過程中周圍土體應(yīng)力重分布以及襯砌結(jié)構(gòu)與土體相互作用,是盾構(gòu)施工過程中地層擾動(dòng)的內(nèi)在原因,是有限元分析的關(guān)鍵因素,本文針對(duì)軟土地區(qū)的特點(diǎn),利用大型通用有限元軟件abaqus對(duì)盾構(gòu)隧道施工過程進(jìn)行了有限元模擬,并通過一實(shí)際問題的計(jì)算表明本文所用的計(jì)算方法是有效可行的

文章以浙江省某高速公路連拱隧道為工程背景,應(yīng)用ansys有限元程序?qū)ζ涫┕と^程進(jìn)行了研究,得出隧道圍巖、噴混凝土、錨桿、中隔墻的應(yīng)力、應(yīng)變、位移隨施工過程的分布規(guī)律。另外,通過采用不同的支護(hù)方式和不同的開挖順序的模擬,得出了應(yīng)力、應(yīng)變和位移的變化規(guī)律。其結(jié)論可為連拱隧道的設(shè)計(jì)、施工提供參考。

本文利用有限元模擬對(duì)礦井的施工過程進(jìn)行了受力和變形分析,得出了對(duì)實(shí)際工程有一定價(jià)值的結(jié)論,對(duì)以后的設(shè)計(jì)和施工具有一定的參考價(jià)值。

針對(duì)公路隧道施工過程中圍巖應(yīng)力應(yīng)變的復(fù)雜變化過程，本文基于三維有限元分析法和隧道施工動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，研究了泉（州）至三（明）高速公路smal3合同段曹源隧道洞身開挖過程中圍巖應(yīng)力、位移變化規(guī)律，研究結(jié)果可為隧道動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)、施工等提供參考。

對(duì)于軟土淺埋隧道,由于其所處地質(zhì)條件復(fù)雜,因而對(duì)于其開挖穩(wěn)定性分析一直是一個(gè)難點(diǎn)。闡述了如何應(yīng)用有限元法對(duì)施工過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬,和在模擬中所遵循的原則,應(yīng)注意的問題等,最后用工程實(shí)例加以說明。

在綜合考慮了現(xiàn)有的有限元模擬方法的基礎(chǔ)上,對(duì)部分仿真模擬細(xì)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)了水平荷載的施加方法,用\"等代層\"來模擬盾尾建筑空隙,用預(yù)設(shè)單元的剛度遷移來模擬盾構(gòu)的推進(jìn)過程。通過對(duì)某地鐵隧道盾構(gòu)施工過程的模擬,分析了盾構(gòu)推進(jìn)過程中地表土體的位移與變形,計(jì)算得到的隧道橫斷面和隧道縱向地面沉降分布曲線與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比較接近,結(jié)果證明了模擬方法是可行的。

在綜合考慮了現(xiàn)有的有限元模擬方法的基礎(chǔ)上,對(duì)部分仿真模擬細(xì)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)了水平荷載的施加方法,用\"等代層\"來模擬盾尾建筑空隙,用預(yù)設(shè)單元的剛度遷移來模擬盾構(gòu)的推進(jìn)過程。通過對(duì)某地鐵隧道盾構(gòu)施工過程的模擬,分析了盾構(gòu)推進(jìn)過程中地表土體的位移與變形,計(jì)算得到的隧道橫斷面和隧道縱向地面沉降分布曲線與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比較接近,結(jié)果證明了模擬方法是可行的。

以巖質(zhì)邊坡為研究對(duì)象,結(jié)合相關(guān)工程資料,對(duì)巖質(zhì)邊坡巖體的穩(wěn)定性以及破壞形式等內(nèi)容進(jìn)行了綜合分析,并運(yùn)用adina軟件建立三維彈塑性有限元模型,對(duì)邊坡的開挖和加固過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬,系統(tǒng)地研究開挖及支護(hù)過程中邊坡巖體的變形、應(yīng)力特征以及邊坡的整體穩(wěn)定性。

隧道的初次襯砌與圍巖共同作用構(gòu)成了隧道的初期支護(hù)結(jié)構(gòu),荷載-結(jié)構(gòu)法并不能很好的反應(yīng)初次襯砌的受力情況,本文利用地層結(jié)構(gòu)法對(duì)ⅴ級(jí)圍巖隧道的初次襯砌進(jìn)行受力分析,模擬隧道施工過程中圍巖的受力變化。

根據(jù)大(理)麗(江)鐵路禾洛山車站隧道實(shí)際工程,對(duì)大跨度鐵路隧道(洞口段跨度20m左右)施工過程的塑性區(qū)發(fā)展規(guī)律進(jìn)行深入的有限元數(shù)值分析。分析在隧道不同施工工序中塑性區(qū)的分布形態(tài),通過大跨度隧道塑性區(qū)的分析,指出在施工過程中的圍巖應(yīng)力危險(xiǎn)區(qū)域,指明圍巖支護(hù)及監(jiān)控量測(cè)的重點(diǎn)和難點(diǎn),為大跨度隧道的施工提出警示信息。研究成果對(duì)大跨度鐵路車站隧道的設(shè)計(jì)與施工具有重要指導(dǎo)意義。

針對(duì)廣東省廣惠高速公路小金口雙連拱隧道和四川省宜水高速公路鞋底坡雙連拱隧道2個(gè)工程,應(yīng)用平面應(yīng)變彈塑性模型,對(duì)雙連拱隧道施工過程彈塑性進(jìn)行了深入的有限元數(shù)值分析和模擬,提出了在隧道不同施工工序中塑性區(qū)的分布形式,通過這些塑性區(qū)的分析,指出了在施工過程中的圍巖應(yīng)力危險(xiǎn)區(qū)域、圍巖支護(hù)及監(jiān)控量測(cè)的重點(diǎn)和難點(diǎn),為施工提出了警示信息。

用同濟(jì)曙光巖土及地下工程設(shè)計(jì)與施工分析軟件(geofba2d),對(duì)某高速公路不等跨連拱隧道的施工全過程進(jìn)行有限元模擬。得出隧道圍巖應(yīng)力、圍巖位移、初襯與二襯的接觸壓力、中墻內(nèi)力隨施工過程的變化規(guī)律。研究表明,大洞的拱頂最大拉應(yīng)力是小洞的4倍,不等跨效應(yīng)十分明顯;小洞拱頂沉降明顯分為三個(gè)階段;小洞的初襯與二襯的接觸壓力要比大洞大;中墻內(nèi)力隨施工過程變化顯著,但最終值很小。結(jié)論對(duì)隧道設(shè)計(jì)和施工具有科學(xué)指導(dǎo)意義。

隨著地表建、構(gòu)筑物密度與日俱增,在地鐵建造過程中對(duì)地表環(huán)境的保護(hù)是一個(gè)越來越不容忽視的難題。盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)成功地應(yīng)用于地鐵施工之后,如何合理預(yù)測(cè)和控制盾構(gòu)施工對(duì)地表變形的影響就成為了一個(gè)新課題。在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)前人的計(jì)算方法,利用有限元方法對(duì)某盾構(gòu)隧道工程進(jìn)行了三維的變形模擬分析,與實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)比較計(jì)算結(jié)果較為滿意。

針對(duì)扭臂模鍛成形過程,采用三維剛塑性有限元法進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了金屬的塑性變形行為,對(duì)可能產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行預(yù)測(cè),給出了等效應(yīng)力、等效應(yīng)變的分布情況,從而為工藝制訂和模具設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

地鐵隧道施工過程的數(shù)值模擬與工法比選

樁側(cè)負(fù)摩阻力有限元模擬——用有限元法對(duì)樁側(cè)負(fù)摩阻力進(jìn)行了研究，采用鄧肯一張模型。并設(shè)置了goodman接觸單元，為模擬時(shí)間效應(yīng)。程序采用中點(diǎn)增量法，同時(shí)考慮土體的滲透系數(shù)。以計(jì)算加載后間歇期的應(yīng)力應(yīng)變。

本文針對(duì)鋼筋在彎曲過程中的大變形及非線性的特點(diǎn),運(yùn)用有限元分析軟件ansys/ls-dyna建立了鋼筋彎箍系統(tǒng)的有限元模型,對(duì)鋼筋的彎曲過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,并分析了鋼筋在不同時(shí)刻的彎曲應(yīng)力變化情況。當(dāng)鋼筋彎曲角度接近于零時(shí),鋼筋產(chǎn)生的最大應(yīng)力發(fā)生在與彎箍轉(zhuǎn)套接觸部位;隨著時(shí)間的增大,與箍筋模接觸部位的應(yīng)力迅速增大,且應(yīng)力最大值逐漸由鋼筋的邊緣部位向中心部位靠近。

通過對(duì)頂管施工過程中的地層變形進(jìn)行三維有限元模擬,探討了頂管橫向和縱向地層隨開挖掘進(jìn)面前進(jìn)的變形規(guī)律,并對(duì)不同深度地層變形進(jìn)行了比較,得出一些結(jié)論,為采取措施減小地層變形提供了借鑒。

柱板式錨桿加固邊坡有限元模擬與效果分析——利用ansys有限元軟件對(duì)柱板式錨桿結(jié)構(gòu)處治邊坡斷面后的效果進(jìn)行了模擬評(píng)價(jià)，通過后期對(duì)實(shí)體工程錨桿的跟蹤監(jiān)測(cè)，其觀測(cè)值與分析計(jì)算結(jié)果比較吻合，反映出邊坡設(shè)計(jì)與處理是比較合理和成功的。

水平荷載下單樁的三維有限元模擬與參數(shù)分析——利用有限元程序ansys，對(duì)樁土相互作用體系中單樁的橫向靜力響應(yīng)進(jìn)行了三維有限元數(shù)值模擬。分析了是否考慮土體的彈塑性、樁土之間是否考慮接觸面等因素對(duì)單樁橫向響應(yīng)的影響。提出了確定接觸面參數(shù)的方法，以及有...

運(yùn)用有限元ansys軟件,模擬某建筑物搭設(shè)的扣件式鋼管腳手架設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù),進(jìn)而分析了腳手架構(gòu)造因素對(duì)扣件式鋼管腳手架整體穩(wěn)定承載力的影響。

運(yùn)用有限元ansys軟件,模擬某建筑物搭設(shè)的扣件式鋼管腳手架設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù),進(jìn)而分析了腳手架構(gòu)造因素對(duì)扣件式鋼管腳手架整體穩(wěn)定承載力的影響。