软弱破碎围岩隧道大变形施工力学行为及支护对策研究 被引量：26

1

作者 刘钦 李术才 +2 位作者 李利平 孙克国 赵岩 《山东大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2011年第3期118-125,共8页

围岩大变形是一种常见的、危害极大的施工地质灾害,为了减弱乃至消除此类灾害对工程的影响,首先,基于工程地质条件和地应力测试结果分析,揭示了典型地段软岩挤压大变形的成因;其次,采用有限差分程序研究了软岩段施工过程中围岩的受力和... 围岩大变形是一种常见的、危害极大的施工地质灾害,为了减弱乃至消除此类灾害对工程的影响,首先,基于工程地质条件和地应力测试结果分析,揭示了典型地段软岩挤压大变形的成因;其次,采用有限差分程序研究了软岩段施工过程中围岩的受力和变形特征,分析了支护结构对围岩稳定性的影响,考虑支护有效抑制了围岩变形,将开挖造成围岩变形的影响范围由2倍洞径减至1倍洞径,较好地稳固了掌子面的挤压变形;最后,根据考虑支护的施工过程模拟结果分析,提出了该段软岩大变形控制措施及其变形过大造成侵限的具体处理对策,经开挖后监测数据验证,措施有效,确保了软弱破碎围岩隧道的顺利施工,对类似工程具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 软弱破碎 大变形 施工力学行为 支护对策

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岩溶富水区铁路隧道加厚底板结构施工力学行为研究 被引量：4

2

作者 高伟 赵前进 刘永胜 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第5期757-763,共7页

为研究岩溶富水区加厚底板+隧底大水沟的新型衬砌结构在开挖过程中的力学行为,利用大型商业有限元软件对中心水沟的开挖工况进行分析计算。结果表明:1)拱脚以上设置初期支护但底板不封闭时,中心管沟距离掌子面下台阶15 m情况下,Ⅳa型衬... 为研究岩溶富水区加厚底板+隧底大水沟的新型衬砌结构在开挖过程中的力学行为,利用大型商业有限元软件对中心水沟的开挖工况进行分析计算。结果表明:1)拱脚以上设置初期支护但底板不封闭时,中心管沟距离掌子面下台阶15 m情况下,Ⅳa型衬砌段和Ⅴa型衬砌段开挖过程中隧道混凝土接近正常使用极限状态,隧道收敛及沉降值均在规范允许范围内,但隧道基底隆起量及塑性区较大;2)中心管沟每循环开挖长度对隧道变形、基底隆起量及塑性区分布影响较小,隧道封闭时间滞后是主要影响因素;3)中心水沟与掌子面下台阶距离最大取15 m,2种衬砌段中心水沟每循环开挖长度取5 m;4)Ⅴa型衬砌段采用临时支撑约束拱脚水平变形或者对隧底地基进行锚索+注浆加固。 展开更多

关键词 铁路隧道 岩溶富水区 新型隧道结构 施工力学行为

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明挖变断面隧道桩-墙叠合全预制装配建造方案研究

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作者 豆海涛 《铁道建筑技术》 2024年第11期109-113,共5页

为提高预制率、缩短工期并利用围护结构的挡土效应,依托济南城市轨道交通8号线围子山站~彩龙路站明挖隧道工程,提出明挖变断面隧道桩-墙叠合全预制装配建造方案:围护结构采用预制方桩,隧道衬砌分为三块预制构件,环向采用湿接头连接,通... 为提高预制率、缩短工期并利用围护结构的挡土效应,依托济南城市轨道交通8号线围子山站~彩龙路站明挖隧道工程,提出明挖变断面隧道桩-墙叠合全预制装配建造方案:围护结构采用预制方桩,隧道衬砌分为三块预制构件,环向采用湿接头连接,通过调整湿式接头宽度可改变隧道断面的宽度,纵向采用预应力连接;预制桩与侧墙之间预留装配间隙,采用“U型筋”型式节点连接预制桩与隧道衬砌,形成桩-墙叠合结构。对预制桩与衬砌之间的连接、衬砌环纵向连接以及关键部位防水给出了解决措施;采用迈达斯GTS NX建立了三维数值模型,分析了预制桩-墙叠合结构在关键施工阶段的受力及变形;且该方案成功应用于济南城市轨道交通8号线。 展开更多

关键词 地铁隧道 变断面明挖隧道 预制围护桩 桩- 墙叠合方案 施工力学行为

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复杂硐室交叉口转向挑顶施工力学行为研究 被引量：3

4

作者 李大军 何鹏飞 +1 位作者 宋克志 王森巍 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2023年第2期172-182,共11页

长大隧道的辅助坑道与正洞交叉段施工工序繁多,围岩易受到开挖扰动,进而产生失稳破坏。以伏牛山隧道为工程背景,借助有限元软件PLAXIS3D构建三维数值模型,模拟了辅助坑道进入正洞的施工过程,研究了小导洞转向挑顶施工及正洞反向台阶法... 长大隧道的辅助坑道与正洞交叉段施工工序繁多,围岩易受到开挖扰动,进而产生失稳破坏。以伏牛山隧道为工程背景,借助有限元软件PLAXIS3D构建三维数值模型,模拟了辅助坑道进入正洞的施工过程,研究了小导洞转向挑顶施工及正洞反向台阶法开挖的施工力学行为与三维空间效应,分析了施工过程中围岩应力、拱顶沉降、洞周横向收敛位移及围岩塑性区演化规律。结果表明:横向通道交叉口段施工会导致交叉口附近风机房正洞围岩产生应力重分布,在正洞拱顶及右拱腰处形成拉应力,沿风机房纵向影响范围约为1倍洞径;风机房拱顶最终沉降量为3.7~3.9 mm,在交叉口及其附近,以小导洞爬坡挑顶阶段和风机房正洞反向开挖通过时引起的拱顶沉降量最大,小导洞转向挑顶施工引起的拱顶总沉降量相对较小;联络通道左侧进洞使得正洞左侧横向位移增加,进而导致正洞左右两侧横向位移呈现不对称分布;交叉口处联络通道与风机房产生了连续的塑性区,塑性点主要在开挖侧壁,拱腰处最为集中,向上延伸至拱肩,拱脚处向下发展至一定深度;针对小导洞扩挖施工过程中交叉口、上台阶侧壁、底面出现的少量受拉破坏点,施工中应对这些部位予以重点关注,及时施作初期支护,防止局部掉块。 展开更多

关键词 隧道工程 交叉口 转向挑顶 施工力学行为 三维空间效应

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公路隧道单侧扩建围岩与衬砌力学响应与安全特性试验研究

5

作者 徐龙旺 韦勇克 +2 位作者 林志 伍汉 杨红运 《公路工程》 2024年第4期6-14,21,共10页

公路隧道单侧式扩建施工是常见的扩挖方式,但其施工力学行为与安全性鲜有报道。通过模型试验模拟了公路隧道单侧式扩建施工的全过程,对公路隧道单侧式扩建施工时的围岩应力、衬砌应力、轴力、弯矩与安全性进行研究。得到以下主要结论:... 公路隧道单侧式扩建施工是常见的扩挖方式,但其施工力学行为与安全性鲜有报道。通过模型试验模拟了公路隧道单侧式扩建施工的全过程,对公路隧道单侧式扩建施工时的围岩应力、衬砌应力、轴力、弯矩与安全性进行研究。得到以下主要结论:①扩建隧道时,受到二次扰动的围岩强度急剧降低,破坏程度明显增大,在扩挖侧拱腰与拱顶区域最为显著。②隧道扩建过程中,前榀旧衬砌,应力重分布效应将增加后榀旧衬砌压应力;新衬砌在安装后逐渐承担围岩荷载,其应力显著增加,尤其在拱顶和拱腰位置。③大部分衬砌模型的安全系数小于2.0,尤其是拱脚部位最容易失稳,拱脚区域需要额外的加固措施,以防止潜在的结构失稳和破坏。④以试验数据为指导,提出了超前支护上下台阶法,以及将洞渣回填作为隧道上台阶开挖施工平台,实现了安全高效施工。 展开更多

关键词 公路隧道 单侧式扩建 施工力学行为 安全性分析

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基于离散-连续耦合方法的圆砾地层超深地连墙施工力学行为研究 被引量：3

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作者 申玉生 甘雨航 +4 位作者 资晓鱼 董俊 闵鹏 张逸飞 王进 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2022年第5期251-261,共11页

依托昆明轨道交通4号线火车北站工程(三线换乘站),推导了离散元-有限差分耦合算法,并对圆砾地层中单幅超深(70 m)地下连续墙施工全过程的力学行为展开研究。结果表明:超深地下连续墙成槽施工阶段地层水平应力与竖向应力不同程度下降,槽... 依托昆明轨道交通4号线火车北站工程(三线换乘站),推导了离散元-有限差分耦合算法,并对圆砾地层中单幅超深(70 m)地下连续墙施工全过程的力学行为展开研究。结果表明:超深地下连续墙成槽施工阶段地层水平应力与竖向应力不同程度下降,槽壁向槽内卸荷变形,黏性土层在槽段拐角附近有土拱形成,区域内应力增加,圆砾地层土拱效应不明显;成槽阶段槽壁累计水平变形由大到小依次为圆砾地层、下伏地层、上覆土体,水平最大位移约为15.8 mm,最大地表沉降约为9 mm;在混凝土浇筑阶段,地层应力在混凝土压力挤压作用下均出现不同程度增长,槽壁向槽外反向内挤变形,地表向上隆起变形,并在混凝土硬化阶段逐渐收敛;研究成果应用于实际工程取得了良好成槽效果,可为同类地下连续墙设计施工提供一定参考。 展开更多

关键词 地铁工程 施工力学行为 离散-连续耦合方法 地下连续墙 圆砾地层

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黄土地区砖石古塔钻孔取土纠倾技术研究 被引量：2

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作者 张卫喜 陈平 赵冬 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2021年第4期39-44,共6页

钻孔取土纠倾施工简单、无振动、对原结构无损伤,可有效地降低黄土地区倾斜砖石古塔结构失稳的风险。结合陕西关中黄土地区万寿寺砖石古塔钻孔取土纠倾的工程实践,对钻孔取土技术的主要问题,包括:技术的适用条件、塔体倾斜成因与机理的... 钻孔取土纠倾施工简单、无振动、对原结构无损伤,可有效地降低黄土地区倾斜砖石古塔结构失稳的风险。结合陕西关中黄土地区万寿寺砖石古塔钻孔取土纠倾的工程实践,对钻孔取土技术的主要问题,包括:技术的适用条件、塔体倾斜成因与机理的勘察方法、纠倾过程中地基-塔体协同作用施工力学行为的分析、塔体结构稳定性保护的原则和方法、工作坑与钻孔的布置原则、塔体回倾控制的主要参数及其影响因素等进行了讨论。结果表明:选取钻孔地基层、孔深度和孔的倾斜角度等应首先考虑塔的整体稳定性;选择钻孔的直径、间距、布置的排数和取土量等应以有效控制回倾的速率和方向为目标。 展开更多

关键词 砖石古塔 纠倾 钻孔取土 施工力学行为 整体稳定性

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基于矿山法的城市隧道工程的施工力学行为分析 被引量：1

8

作者 雒东强 《公路工程》 北大核心 2016年第4期171-175,201,共6页

矿山法俗称浅埋暗挖法,具有施工形式灵活多变,所需专用设备少,对地面交通及居民生活干扰少的优点,在城市隧道工程中应用广泛,并取得了极大的社会经济效益。近年来,在城市隧道工程中,山岭隧道建设极为普遍,主要采用新奥法理念进行钻爆法... 矿山法俗称浅埋暗挖法,具有施工形式灵活多变,所需专用设备少,对地面交通及居民生活干扰少的优点,在城市隧道工程中应用广泛,并取得了极大的社会经济效益。近年来,在城市隧道工程中,山岭隧道建设极为普遍,主要采用新奥法理念进行钻爆法实现。这种模式会伴随一系列问题产生,对城市生活造成极大影响。为降低隧道施工风险,减少对城市地区的影响,以某隧道工程建设实践为例,采用非线性有限元软件ADINA,对基于矿山法的城市隧道工程的施工力学行为进行分析。实践证明:基于矿山法的城市隧道工程,位于洞口处的施工围岩,稳定性较好,隧道下穿既有建筑物时,注浆加固可降低最大沉降值,从而增加上部建筑物的安全系数。 展开更多

关键词 矿山法 有限元软件ADINA 城市隧道工程 施工力学行为

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土岩复合地层地铁区间隧道施工力学特性分析

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作者 李健华 《价值工程》 2022年第12期65-67,共3页

浅埋地铁隧道复杂地层下穿施工难度大,失稳和地陷事故屡有发生。以贵阳某区间隧道为例,采用理论分析和FLAC3D数值模手段,对该浅埋隧道复合地层段的施工应力、位移、塑性区分布规律进行分析,据此提出降低风险的针对性超前加固方案。结果... 浅埋地铁隧道复杂地层下穿施工难度大,失稳和地陷事故屡有发生。以贵阳某区间隧道为例,采用理论分析和FLAC3D数值模手段,对该浅埋隧道复合地层段的施工应力、位移、塑性区分布规律进行分析,据此提出降低风险的针对性超前加固方案。结果表明:地表沉降在洞口位置最影响显著,其它断面的沉降随着掌子面推进而逐渐减小;针对红黏土特殊地质,采用钢插板辅助注浆加固,可有效防止浆土混合体从缝隙流失,注浆效果改善显著。 展开更多

关键词 上软下硬地层 隧道施工力学行为 数值仿真 地表沉降

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地铁暗挖隧道下穿既有火车站站场施工方案安全性评估 被引量：11

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作者 陶永虎 饶军应 +6 位作者 熊鹏 彭浩 聂崇欣 赵昌杰 彭星 孔德禹 王亚奇 《隧道与地下工程灾害防治》 2020年第4期74-82,共9页

地铁下穿火车站站房时,易引起地表沉降,进而导致围岩失稳、施工难度及成本增加。对于工程建设,在下穿区段进行施工力学行为研究仍有必要。以贵阳地铁1号线火车站站—沙冲路站区间(火—沙区间)为依托,结合数值仿真软件FLAC3D建立隧道下... 地铁下穿火车站站房时,易引起地表沉降,进而导致围岩失稳、施工难度及成本增加。对于工程建设,在下穿区段进行施工力学行为研究仍有必要。以贵阳地铁1号线火车站站—沙冲路站区间(火—沙区间)为依托,结合数值仿真软件FLAC3D建立隧道下穿火车站的分析模型,研究下穿区段路基沉降变化规律及暗挖区间隧道衬砌结构内力、安全系数等。结果表明:随着地铁隧道逐步开挖,火车站站场的路基沉降逐渐增大,但未超过下穿区段既有铁路变形控制标准;二次衬砌结构施工后,既有铁路沉降的纵向分布近似为正态分布曲线,且与Peck提出的地表沉降槽变化规律一致,其沉降范围为-50~50 m;衬砌结构应力主要集中在区间衬砌结构的墙腰及拱顶处,二次衬砌结构变形类型有大偏心、小偏心,轴力从拱顶至墙脚向两侧逐渐增大,两侧基本对称,墙脚处出现最大轴力;二次衬砌结构变形稳定后,交叉点处路基沉降最大沉降为2.87mm,满足下穿站场段既有铁路变形控制标准。 展开更多

关键词 下穿站场 力学行为 路基沉降 施工扰动控制 数值仿真

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高水压条件下盾构隧道联络通道及集水井施工力学行为研究 被引量：10

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作者 王士民 何川 高云龙 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期108-114,共7页

以武汉地铁越长江盾构隧道江中段联络通道及集水井为依托,提出一种适合砂性地层高水压条件下地下结构施工力学行为数值模拟的计算处理方法。即耦合使用地层-结构法和荷载-结构法,对土体和水体进行分别处理。其中,地层依据地层-结构法按... 以武汉地铁越长江盾构隧道江中段联络通道及集水井为依托,提出一种适合砂性地层高水压条件下地下结构施工力学行为数值模拟的计算处理方法。即耦合使用地层-结构法和荷载-结构法,对土体和水体进行分别处理。其中,地层依据地层-结构法按实际地层建模,容重采用干容重;水体则作为荷载直接施加在结构表面,水体所产生荷载根据施工过程施加;结构未修建之前按水压施加在底部透水性较差基岩上进行地层初始应力场计算。将上述方法应用于武汉地铁越长江盾构隧道联络通道及集水井施工力学行为数值模拟中,得出影响钢管片、联络通道衬砌和集水井衬砌变形及应力分布的关键因素;验证提出的适合砂性地层高水压计算处理方法的可行性,并提出针对性建议。 展开更多

关键词 盾构隧道 联络通道 集水井 施工力学行为

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溶洞的存在对隧道开挖影响的数值分析 被引量：1

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作者 李波 吴从师 《广东公路交通》 2011年第2期56-58,61,共4页

以白须公1号隧道为背景,运用有限元程序MIDAS/GTS模拟了隧道穿过特大溶洞时分台阶开挖的施工过程,分析了隧道在有溶洞条件下的施工力学行为,为关键部位加强支护提供理论依据。分析结果表明:该溶洞围岩自承能力较好,隧道衬砌连接处会出... 以白须公1号隧道为背景,运用有限元程序MIDAS/GTS模拟了隧道穿过特大溶洞时分台阶开挖的施工过程,分析了隧道在有溶洞条件下的施工力学行为,为关键部位加强支护提供理论依据。分析结果表明:该溶洞围岩自承能力较好,隧道衬砌连接处会出现应力集中,施工过程中要确保支护结构的整体稳定。 展开更多

关键词 溶洞 隧道开挖 施工力学行为 数值分析

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