不同隧道开挖方案对盾构下穿清水库影响的数值模拟分析

为探索地铁穿越地裂缝时隧道围岩与衬砌结构的变形和应力变化规律,本文以实际工程为基础,通过合理简化土层,采用理想弹塑性模型,通过控制生死单元的方法对盾构隧道进行分步开挖数值模拟。获得施工过程中围岩与衬砌的位移与应力。结果表明,地裂缝是隧道开挖时最危险的部位,对隧道的破坏起决定性作用。在裂缝处围岩洞室沉降出现了较大变化,易造成隧道的坍塌;在地裂缝处隧道两侧围岩与管片衬砌两侧均形成了应力集中,易使隧道洞室侧壁与管片衬砌发生剪切破坏。最后提出了保证地裂缝处围岩稳定性的处理方法,为同类工程提供参考。

为探索地铁穿越地裂缝时隧道围岩与衬砌结构的变形和应力变化规律,本文以实际工程为基础,通过合理简化土层,采用理想弹塑性模型,通过控制生死单元的方法对盾构隧道进行分步开挖数值模拟。获得施工过程中围岩与衬砌的位移与应力。结果表明,地裂缝是隧道开挖时最危险的部位,对隧道的破坏起决定性作用。在裂缝处围岩洞室沉降出现了较大变化,易造成隧道的坍塌;在地裂缝处隧道两侧围岩与管片衬砌两侧均形成了应力集中,易使隧道洞室侧壁与管片衬砌发生剪切破坏。最后提出了保证地裂缝处围岩稳定性的处理方法,为同类工程提供参考。

结合清连高速公路白须公特大岩溶隧道施工过程,采用三维有限元软件(ansys)对白须公隧道的处治结构与隧道开挖的相互作用进行了数值模拟。以隧道开挖中处治结构和围岩稳定性为研究对象,从而分析处治结构在隧道开挖过程中的受力特性,以及隧道围岩在隧道开挖过程中的位移。通过计算结果,对处治结构在岩溶隧道中的支护效果进行了评价,采用桩-承台-单边支撑墙-联系梁的处治方式是安全可靠的。在隧道开挖过程中,开挖面附近的桩基应变、支撑墙压力都加速变大,随后逐渐稳定,说明处治结构承担了一部分围岩压力,在岩溶隧道施工开挖中发挥了重要作用。分析结果与工程实测数据比较吻合,可为隧道穿越大型溶洞提供设计和施工方面的借鉴和参考。

以广佛肇高速公路黎壁山隧道为工程实例,建立三维数值分析模型,对隧道的开挖过程分别进行常规数值模拟和动态损伤数值模拟,从应力、位移、塑性破坏区分布特点以及损伤特性等方面进行对比分析。结合监测数据,对比拱顶沉降和周边收敛的监测值与数值模拟值,进一步验证了动态损伤数值模拟的可行性。

以广佛肇高速公路黎壁山隧道为工程实例,建立三维数值分析模型,对隧道的开挖过程分别进行常规数值模拟和动态损伤数值模拟,从应力、位移、塑性破坏区分布特点以及损伤特性等方面进行对比分析.结合监测数据,对比拱顶沉降和周边收敛的监测值与数值模拟值,进一步验证了动态损伤数值模拟的可行性.

浅埋偏压隧道开挖方案的分析研究——采用crd法，对浅埋偏压公路隧道在不同开挖顺序下进行施工力学数值模拟，分析不同开挖顺序时的围岩位移、应力、初期支护的内力，并进行比较。数值结果表明：隧道开挖按照外侧上部，内侧上部，外侧下部，内测下部的顺序进行时...

上海外滩修建地下通道——外滩通道,通道南段采用明挖法施工,在延安东路路口与已建的延安东路隧道产生交叉跨越问题。外滩通道基坑坑底与延安东路南、北线隧道拱顶距离仅为7.1m与5.4m,基坑开挖必然使下卧运营隧道产生附加变形以及附加内力。为了研究外滩通道开挖对下卧延安东路隧道的影响,以及评价不同隧道保护措施的效果,通过三维有限元软件plaxis-gid进行四组模拟,包括无隧道保护措施的工况、采取土体加固措施的工况、基坑开挖过程中在坑底进行堆载的工况以及同时进行土体加固和堆载的工况。实际工程中同时采用土体加固和堆载这两种措施来保护隧道,现场监测数据与对应的数值模拟结果具有较好的一致性。分析表明:基坑开挖将对下卧隧道产生很大的影响,且影响范围较大,约为6倍基坑宽度,施工中采取合理的隧道保护措施是十分必要的。

采用crd法,对浅埋偏压公路隧道在不同开挖顺序下进行施工力学数值模拟。分析不同开挖顺序时的围岩位移、应力、初期支护的内力,并进行比较。数值结果表明:隧道开挖按照外侧上部-内侧上部-外侧下部-内测下部的顺序进行时,开挖过程应力、位移较小。边墙与仰拱交界处和拱顶均是施工中应重点关注的部位。

本文通过对南翔西路下穿隧道的施工开挖方案和工序上进行了比选。针对隧道最大开挖跨径达17．5m的特点，为减小跨径和减少沉降提出采用三跨开挖的直墙式中隔墙三导洞开挖方案，采用midas—gts软件对开挖过程进行二维数值模拟，得出从安全系数、地表及拱顶沉降控制来看，超浅埋大跨隧道开挖方案采用侧洞法施工优于中洞法。

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。

以某铁路隧道为工程背景,该隧道为软岩大变形隧道,且地下水极为丰富,隧道穿过软岩地层时,初期支护多次出现下沉、开裂,最后导致初期支护置换,施工进度极为缓慢。针对隧道在软岩地段时,研究隧道在渗流场—应力场耦合情况下,对隧道采用三台阶开挖方法进行模拟,验证施工工法的可行性。

以深圳安托山安峦公馆基坑爆破开挖工程为研究对象,采用数值模拟方法分析了爆破振动传播途径中距离爆源不同距离处的振动速度,以及大断面、小断面隧道衬砌振动速度的分布情况。结果表明：在距离地铁40m以内爆破施工时应采取减震措施;地铁隧道迎爆侧的水平和竖向振动速度要大于非迎爆侧,隧道衬砌最大振动速度在迎爆侧拱顶和拱脚,爆破施工过程中应对隧道迎爆侧重点监测和防护;隧道断面对水平和竖向振动速度均有放大作用。

通过对照物理模型试验，采用二维颗粒流程序（pfc2d）对不同埋深和不同密度条件下的盾构掘进过程进行数值模拟，从而分析开挖面前方土体破坏机理。首先通过研究支护力和地表沉降的变化规律，将模型箱试验结果和数值模拟结果进行对比分析，分别确定了极限支护力；利用二维颗粒流程序对土拱效应进行研究，揭示了开挖面前方土体的失稳破坏机理。结果表明，支护力和地表沉降的变化规律都可分为2个阶段，且不受埋深条件的影响；发生局部失稳破坏后，土拱继续向上发展最终导致整体失稳破坏；埋深比较小时，未能形成土拱，而埋深比较大时，滑动区与土拱区随埋深比的增大而增大。数值模拟结果与模型箱试验结果基本一致，验证了采用纵面进行颗粒流模拟的可行性，因此可利用pfc2d进行深入颗粒流模拟。

通过对照物理模型试验，采用二维颗粒流程序（pfc2d)对不同埋深和不同密度条件下的盾构掘进过程进行数值模拟，从而分析开挖面前方土体破坏机理.首先通过研究支护力和地表沉降的变化规律，将模型箱试验结果和数值模拟结果进行对比分析，分别确定了极限支护力；利用二维颗粒流程序对土拱效应进行研究，揭示了开挖面前方土体的失稳破坏机理.结果表明，支护力和地表沉降的变化规律都可分为2个阶段，且不受埋深条件的影响；发生局部失稳破坏后，土拱继续向上发展最终导致整体失稳破坏;埋深比较小时，未能形成土拱，而埋深比较大时，滑动区与土拱区随埋深比的增大而增大.数值模拟结果与模型箱试验结果基本一致，验证了采用纵面进行颗粒流模拟的可行性，因此可利用pfc2d进行深入颗粒流模拟.

ansys12.0中的cpt215单元在solid45单元的基础上；加入了节点水压自由度；使得土体渗透问题可以脱离传统的热量传递问题直接进行数值模拟；biot从连续介质的基本方程出发；推导出了能准确反映孔隙水压力消散与土体骨架变形相互关系的三维固结方程；基于biot三维固结理论；利用ansys12.0的cpt215单元；对盾构隧道开挖引起的超孔隙水压力的消散过程进行数值模拟；并研究由于超孔隙水压力消散引起的地表固结沉降；基于上海地铁2号线的开挖；将数值模拟的结果与实际监测到的规律进行比较(包括超孔隙水压力的消散过程和地表固结沉降历程)；对超孔隙水压力区域数值、消散过程、地表固结沉降历程等进行分析；

采用三维有限元方法对新建隧道盾构下穿施工过程进行了动态模拟,分析了新建隧道盾构正交下穿施工对既有隧道位移、应力的影响;进而探讨了不同的隧道覆土厚度、隧道间相对距离及土体强度下,新建隧道盾构正交下穿施工对既有隧道位移的影响。结果表明:新建隧道盾构正交下穿施工引起既有隧道位移方向朝向新建隧道方向发展,既有隧道位移以纵向沉降为主,沉降曲线符合正态分布;盾构下穿引起的既有隧道正应力变化较大;隧道覆土厚度、隧道间相对距离和土体强度对隧道间相互作用有较大影响,应引起足够的重视。

盾构隧道开挖对邻近桩基影响数值分析——经与离心试验结果对比分析，验证了应用数值模拟研究盾构隧道开挖对邻近桩基影响是可靠的。通过采用mohr—coulomb弹塑性屈服准则，建立三维有限元数值模型，研究软土地区盾构隧道开挖对邻近桩基的影响规律。数值模拟结果...

经与离心试验结果对比分析,验证了应用数值模拟研究盾构隧道开挖对邻近桩基影响是可靠的。通过采用mohr-coulomb弹塑性屈服准则,建立三维有限元数值模型,研究软土地区盾构隧道开挖对邻近桩基的影响规律。数值模拟结果表明,开挖导致群桩中前排桩变形及内力均大于后排桩,且同排桩水平位移、弯矩和轴力沿桩身分布几乎重合;与同位置单桩相比,群桩中各桩水平位移稍大,而沉降则更小;前排桩最大弯矩与同位置单桩相差不大,而后排桩最大弯矩稍大于同位置单桩,前、后排桩最大轴力均大于同位置单桩。

盾构法施工不可避免对隧道周围岩体产生扰动，引发不同程度的土体变形和地表沉降，对地表结构造成不利影响。以郑州市轨道交通5号线西站街站—建设路站区间隧道工程为工程实例，利用abaqus有限元软件，建立三维盾构开挖模型，对比分析不同工况下模拟沉降数据。模拟数据表明，在理想施工质量条件下，建筑物沉降量最小；双线同步开挖时，建筑物沉降量最大，变形也大，因此应避免双线同步开挖施工。

本文以重庆市渝中区大化路大偏压连拱隧道为工程背景,应用数值计算方法研究了大偏压连拱隧道在不同开挖方案下围岩及衬砌结构的位移和应力分布特征,分析了不同开挖方案对隧道稳定性的影响规律,即左右隧道的先后开挖顺序不会对围岩的总体变形值产生较大影响,但会对隧道施工过程中围岩的变形和隧道衬砌结构内最大剪应力的分布规律产生较大影响。因此,通过本文研究得出的结论,在类似工程施工中可以根据结构的设计特点或围岩变形重点控制阶段进行施工方案的选取。

以西安地铁某区间盾构隧道近距离穿越某立交桥桩基为研究对象，采用三维有限元模型对盾构隧道施工所引起的桩基应力和变形进行模拟计算．根据计算结果，针对既有桩基将产生沉降和倾斜，从而导致桩基产生附加的轴力和弯矩，提出了盾构隧道施工措施．

本文采用弹塑性理论，利用通用有限元程序abaqus建立公路隧道二维有限元模型，模拟实际的隧道开挖过程，对开挖过程中的围岩应力场和位移场进行分析研究，可以为隧道的结构设计和工程施工提供参考。