武汉地铁区间隧道地表沉降规律探讨

本文通过对武汉地铁2号线区间隧道地表变形进行连续监测和监测数据的分析,得到了该工程条件下隧道地表沉降的变化规律,并采用有限元数值模拟方法对隧道开挖引起的地表沉降量进行了计算,其结果与监测数据吻合较好,验证了数值模拟方法所得到的地表沉降变化规律的准确性.该研究可为类似工程及地表变形的监控量测工作提供借鉴和指导.     

山区高速公路隧道洞口边坡稳定性的数值模拟

山区高速公路在建设过程中,隧道洞口的开挖往往易造成古滑坡的复活或部分复活,并形成新的滑坡灾害。为了保证隧道进洞口施工的顺利进行,隧道洞口边坡的稳定性动态分析尤为重要。本文结合栗石沟隧道进洞口边坡工程实例,利用FLAC3D软件分别对该边坡在自然状况、坡脚开挖+坡面削坡2m以及坡脚开挖+坡面削坡2m+隧道开挖13m三种工况下的稳定性状况进行了数值模拟分析,并通过分析三种工况下的边坡稳定性系数、边坡剪应变增量变化及塑性区破坏情况,探讨了其剪应变的变化特点和塑性区破坏的规律,以验证边坡削坡卸载方案在隧道施工中的安全性和可靠性。     

基坑开挖影响下下卧盾构隧道变形及控制措施研究

近年来地铁建设不断加快,在地铁隧道上方施工已成常态。为研究基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,评价不同变形控制措施的实际控制效果,以武汉市轨道交通6号线琴台变电站地下电缆通道工程为例,采用两阶段法计算了基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,同时采用数值模拟方法对无加固、压力注浆加固、水泥土搅拌桩加固和压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施4种工况下下卧隧道的隆起变形值进行了数值模拟计算,并将数值模拟结果与实际工程监测数据进行了对比分析。结果表明:对于初步预测基坑开挖引起下卧盾构隧道的隆起变形,该理论计算方法可靠、实用;压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施使下卧盾构隧道的隆起变形和横断面收敛变形值分别减小至2.3 mm和0.35 mm,控制效果良好,具有一定的实际推广意义,可为类似工程提供参考。     

高边仰坡下方隧洞群开挖施工的安全性分析

高边仰坡下方隧洞群开挖施工顺序对于保证边坡稳定及隧道洞室稳定性具有重要的意义.基于有限元数值分析软件建立了绿汁江特大桥隧道锚、连拱隧道及边仰坡稳定性分析的工程地质模型,对隧道锚及连拱隧道交叉施工的互相影响进行了数值模拟,分析了高边仰坡下方隧洞群开挖施工过程中围岩的变形、塑性区发展过程,并对隧洞群及边仰坡稳定性进行了评价...     

双向掘进隧道游离SiO2粉尘扩散规律模拟与分析

为研究双掘进面施工隧道内游离SiO_2粉尘浓度演化特征与扩散规律,获取通风系统的合理设计参数,以斗篷山隧道为研究背景,利用Ansys-CFD有限元计算流体力学软件离散项模型对双向掘进隧道安装除尘设备前、后粉尘扩散轨迹及不同时间周期内粉尘浓度分布特点进行数值模拟,并对模拟结果与现场实测数据进行对比分析.结果表明:(1)衬砌台车对粉尘的扩散具有明显的阻碍效应,台车两侧游离SiO_2粉尘浓度值出现了明显的分界.(2)单纯压入式通风条件下,部分高浓度游离SiO_2粉尘在非爆破端循环停留时间较长,通风一段时间后少量高浓度的游离SiO_2粉尘穿过台车在非爆破端循环停留形成簇团效应,未进入斜井进行排放.(3)压入式通风设备和除尘系统联合作业后,非爆破端游离SiO_2粉尘浓度趋于0,联合作业900 s后,隧道正洞与斜井内游离SiO_2粉尘浓度基本降至8 mgm~3以下,达到规范要求.研究显示,采用离散项模型对双工作面施工隧道内游离SiO_2粉尘浓度演化特征与扩散规律的模拟是可行的.压入式通风设备与除尘系统联合作业条件下游离SiO_2粉尘快速进入斜井进行排放,隧道施工作业区内游离SiO_2粉尘浓度在短时间内大幅下降,通风过程中粉尘运行轨迹几乎不涉及隧道非爆破端,减少了对非爆破端的污染.     

古城水电站引水隧洞施工过程中围岩稳定性的数值模拟

介绍了古城水电站引水隧洞采用台阶法施工的过程与方法,并以有限元分析软件ANSYS为平台,运用现代岩体力学模型对该引水隧洞施工过程中围岩与衬砌之间的作用进行了数值模拟,研究了围岩应力动态调整过程及其围岩的变形规律。结果表明:隧洞上断面开挖且初期支护后拱顶弯矩值和剪力值最大,此处最容易遭到破坏;通过对施工过程中监测数据的整理和分析,预测了隧洞断面的最终收敛量,其计算结果符合规范要求,表明初期支护的设计能够满足隧洞围岩稳定性的要求。     

武汉某深基坑工程变形数值模拟与现场监测的对比分析

为保证深基坑工程的稳定性和安全性,掌握深基坑支护结构及土体的变形规律尤为重要。以武汉某深基坑工程为研究背景,利用MIDAS/GTS三维有限元软件对基坑开挖过程中三种工况下基坑支护桩水平位移、基坑土体水平位移及基坑外地表土体沉降变形特征进行了数值模拟,并与现场实际监测数据进行了对比分析。结果表明:随着基坑开挖深度的增加,基坑支护桩水平位移、基坑土体水平位移、基坑外地表土体沉降量越来越大,需要在施工过程中注意及时处理;模拟曲线与现场实际监测曲线的形状和变形趋势基本吻合,验证了数值模拟结果的合理性,对类似基坑工程的设计和施工具有一定的参考价值。     

软土深基坑滑坡机制分析与优化方案设计

以无锡太湖隧道项目某处软土深基坑开挖施工过程中出现的滑坡实例为研究背景,通过对滑坡破坏模式的现场调查,基于FLAC3D软件建立了基坑地质剖面数值模型,结合数值分析结果与现场监测结果的对比,探讨了滑坡发生的机制,并提出了3种边坡加固设计优化方案并进行了对比分析.结果 表明:引起本次滑坡发生的原因可能是由于土体空间分布不均...     

隧道围岩应变非线性回归分析

本文以小岩头隧道为依托,根据监控工作的实测资料,按照新奥法基本原理中岩体开挖的时间效应,应用数学的方法对量测所得的净空收敛数据进行回归分析,指出在隧道开挖过程中围岩变形的时间效应,为修改设计与指导施工提供理论依据。     

基于超前地质预报的隧道围岩动态分级预测方法探讨

在隧道工程中,较为准确地预测前方围岩级别,对调整支护结构以及确保施工安全顺利进行有着重要的意义.本文以椿树垭隧道工程为实例,采用公路隧道围岩分级方法,并结合TSP探测法、地质雷达法和工程地质推断法对隧道围岩进行了动态分级预测,结果表明:围岩动态分级预测所得结果与实际开挖情况较为吻合,能够有效地指导设计施工的顺利进行.     

城市建筑密集区污染物铅垂方向扩散数值模拟

采用ADMS系列大气扩散模型对城市建筑密集区大气污染物铅垂方向扩散规律进行数值模拟研究。模拟前,以现场实测结果对模型进行验证。模拟中,采用ADMS-Urban扩散模型获取模拟计算结果、采用ADMS-Industrial扩散模型绘制相应的风场图。在特定的气象参数组合下,通过对敏感建筑各层不同高度处NMHC贡献浓度的模拟计算,得出相关规律,以此提出对应的管理和控制措施,研究方法及研究成果对其他建筑密集的城市区域的大气污染扩散研究具有一定借鉴和推广价值。     

襄十高速公路双联拱隧道安全施工方案探讨

使用计算机软件，通过对复杂地层双联拱隧道三导洞先墙后拱施工法的几种施工方案进行对比性模拟分析，简化了施工程序，达到了优化施工方案的目的。     

大型基坑复合土钉支护结构的数值模拟与分析

随着城市发展和建设,大型深基坑工程越来越多,受场地空间限制,在基坑设计与施工过程中,支护结构内力的变化、基坑周围地层的沉降以及周围环境的影响已成为评价基坑稳定的关键因素.本文基于FLAC3D软件,以邯郸天琴大厦深基坑工程为例,对该基坑复合钉支护结构进行了数值模拟,研究了复合土钉支护下边坡的变形与沉降、基坑开挖时塑性区的分布以及支护构件的力学特性变化规律.结果表明:土体的沉降影响范围和水平位移都与基坑开挖深度成一定的比例关系;通过基坑复合土钉支护结构的轴力与剪切变化特征分析,可推算出失稳区域的发生位置与形状.将数值模拟结果与实际监测数据进行对比分析,从而验证了模拟结果的可靠性,对基坑工程的设计与施工具有重要的参考价值.     

风化花岗岩隧道矿山法施工地下水渗流特征与防水技术研究

以风化花岗岩隧道为工程背景,通过现场监测和数值模拟研究手段,研究了风化花岗岩隧道所处地层在矿山法施工条件下地下水的渗流规律,并通过不同防水结构下流固耦合特征的分析,探讨了不同防水结构下地下水对二次衬砌的影响,进而在考虑场区地下水环境变化的基础上,提出了合适的防水控制措施。结果表明:隧道全断面开挖时,地下水流速在仰拱上部断面支护之后达到最大,地下水流速最大值位于拱脚处,随后依次降低;隧道开挖后,地下水水位迅速下降,在仰拱支护期间达到最低点,此后缓慢恢复;地铁隧道矿山法施工防水结构大致简化为全包防水型和控制性全包防水型,隧道下部结构对防水结构型式的变化较敏感,不同防水结构下隧道断面处二次衬砌背后孔隙水压力分布有很大的差异;隧道拱顶处地下水水头越高,排水盲管的铺设对隧道下部结构孔隙水压力的折减效果越显著;全包防水结构下隧道下半部分孔隙水压力的平均值较大,控制性全包防水结构下隧道上半部分孔隙水压力的平均值较大。     

碎裂边坡岩体等效抗剪强度参数的确定

为了更精确地求出岩体的等效抗剪强度参数,本文采用岩体结构面网络模拟方法获得了边坡岩体质量分级的RMR值,通过建立RMR值与Hoek-Brown强度准则的数学关系,可计算出岩体的等效内聚力c和等效内摩擦角,并以该等效参数为基础利用3DEC软件进行数值模拟,结果表明模拟结果与实际情况基本相符,从而验证了该方法进行碎裂边坡岩体抗剪强度参数的确定具有可行性,且能更精确地为工程设计和施工服务。     

深基坑多层承压含水层中混合井降水技术优化研究

对于多层承压含水层中的深基坑工程而言,水文地质条件复杂,基坑施工常因隔水层厚度不足或水力坡降过大导致坑底突涌,盲目地进行坑内降水又会造成基坑渗流场突变、基坑内外水位差过大等问题。因此,地下水的有效控制成为基坑开挖成败的关键。以某深基坑降水工程为实例,通过理论计算并结合数值模拟研究了不同承压非完整井的相关参数,包括滤管数量、位置和长度,揭示了相关参数对减压降水效果的影响,优化了隔、降组合降水措施。结果表明:采用混合井双滤管复合结构深井时降水成效显著,且第一、二承压含水层上、下分层滤管长度比接近1∶1时达到最优值,此时理论计算结果与数值模拟结果的相对误差最小,仅为6.81%,故对处于多层承压含水层等复杂水文地质条件下的深基坑工程可结合实际地层结构借鉴混合井分层滤管长度最优比值进行降水设计。     

海域水质模型参数动态反演方法研究初探

海域水质模型长周期数值模拟中,模型参数全时段统一赋值的方法忽略了参数随时间动态变化的物理特性,降低了模型的可靠性,增加了海域水质模型验证工作的难度.本文建立了将数据驱动模型和水质模型有机结合的参数动态反演的新方法:以水质模型多参数设计工况的数值模拟,构建海域内部观测点污染物浓度响应解集,并将解集划分为若干时段;应用基于人工神经网络的数据驱动模型归纳建立观测点每一时段内污染物浓度同多个模型参数之间的非线性关系;将实测资料带入关系中,进行模型参数随时间变化的动态反演.以渤海海域水质模型为例,采用“孪生”实验验证参数动态反演新方法的可行性,结果表明该方法是有效的,能够保证模拟周期内较高的数值精度,提高了模型的准确性.     

基于人工神经网络的炭质岩隧道锚杆应力计算研究

锚杆在软弱围岩隧道加固中的应用非常广泛,为研究其受力特性,以广西某炭质岩隧道为依托,采用现场试验的方法对隧道监测断面锚杆应力进行了测试,并利用人工神经网络(ANN)分析方法,建立了基于ANN的隧道锚杆应力预测模型,通过将模型预测结果与实测结果进行比较,以验证所建模型的准确性和有效性。结果表明:所建模型以围岩应力、渗透压和围岩应变位移为输入参数,较为全面、合理地反映了锚杆应力的主要影响因素;模型计算所得预测值与实测值的相关系数R~2大于0.65,均方根误差RMSE低于0.65 MPa,方差比VAF大于80%,说明模型能够准确、有效地预测锚杆应力。该研究可为有效地估算复杂地质条件下隧道支护的锚杆应力提供参考。     

TSP超前地质预报技术在鹧鸪山隧道中的应用

在隧道及地下工程的修建过程中,断层、破碎带易发生涌突水和坍塌等地质灾害,因此超前地质预报技术在隧道施工过程中尤为重要。阐述了TSP预报系统在隧道超前地质预报的基本原理和方法,结合工程实例进行超前地质预报试验,并将预报结果和实际开挖揭露的地质条件进行比较,进一步验证了TSP超前地质预报技术在隧道地质预报的准确性。     

基于离散裂隙网络的烟台水封洞库渗水点分析

建立在致密结晶岩地区的地下水封洞库开挖过程中洞室及水幕巷道的渗水具有不均匀性,而现阶段主要在开挖后根据实际渗水量组织施工排水,若排水不及时容易造成洞室或巷道大面积浸水而形成安全风险。为在洞室开挖前对渗水点分布及渗水量进行一定预测,从而提前且合理安排排水工作,降低施工风险,以烟台地下水封洞库丁烷库区为例,在对该库区裂隙调查结果进行一定的统计分区后,采用Monte-Carlo随机模拟方法建立离散裂隙网络模型,通过多次迭代确定裂隙模拟置信区间,并选取在置信区间范围内的裂隙模拟结果按照立方定律求取渗透系数,按区间进行水封洞库渗水点分布区划分,同时与实测大流量渗水区域进行比对,结果发现两者具有较好的一致性,表明该方法能借助前期裂隙统计结果预测洞室开挖后渗水情况,协助组织施工期洞室排水。