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《岩土力学》2017,(10):2780-2788
特大断面浅埋暗挖隧道是一种新型隧道,目前尚无相应的设计施工技术规范与标准可循。以重庆市轨道交通3号线红旗河沟车站隧道为工程背景,结合以前施工方法的优缺点,提出了一种新的施工方法十字岩柱法。为了解这种施工方法在施工过程中隧道围岩位移和应力的变化情况,采用地质力学模型试验方法进行研究。试验对监测断面的位移和应力进行系统监测,全方位地了解各开挖步隧道围岩各处的应力与位移变化情况。选取工程背景现场的地质参数,采用ABAQUS软件建立数值分析模型,将数值计算与试验实测结果进行对比,两者的位移与应力变化规律基本一致,这表明模型试验实测的数据比较准确地揭示了隧道围岩位移及应力变化规律。其研究工作可对今后类似工程的施工提供经验和指导。 相似文献
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隧道洞顶围岩竖向全位移量测及变化规律研究 总被引：2，自引：0，他引：2
围岩内部位移通常是在工作面开挖后再进行量测,因而导致现场量测结果存在一定损失。为得到隧道施工过程中围岩内部位移的变化规律,自行研制开发了适用于量测隧道洞顶围岩竖向全位移的多点位移测试仪,该仪器具有测试原理简单、现场埋设方便、测试数据精度高的特点,且比传统多点位移计的测点多。结合阿拉坦隧道,利用该仪器对隧道洞顶处的围岩内部位移进行了量测,得到了隧道浅埋段洞顶围岩内部位移的变化规律,经分析发现,如果采用传统多点位移计进行洞内量测围岩内部位移的方式,围岩内部位移的损失程度将达25%以上,这将给围岩稳定性的判定造成直接影响;此外,通过对监控数据的分析,还得到了隧道开挖引起的围岩松弛范围。其结果对隧道的开挖与支护具有重要指导意义。 相似文献
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为分析交错新建隧道施工对既有隧道的影响,采用公路隧道结构与围岩综合试验系统对交错隧道进行三维物理模型试验。测试的内容包括新建隧道开挖引起既有隧道围岩内部压应力、围岩内部位移及支护结构内力的变化规律。试验结果表明,既有隧道拱顶径向压应力和拱腰切向压应力具有增加趋势,拱顶切向压应力和拱腰径向压应力具有减小趋势;拱顶围岩内部位移表现为压缩变形,拱腰围岩内部位移为拉伸变形;既有隧道支护结构的轴力和弯矩全为增加,右拱腰的弯矩受到的影响最大;新建隧道施工对既有隧道L8截面的影响较小,对L1和L4截面的影响非常明显,当间距小于L8截面情况时应采取加固措施。 相似文献
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针对小三峡隧道岩溶发育的工程地质特征，采用有限元方法建立典型隧道断面数值计算模型，分析充水溶洞位于隧道不同方位、不同距离时隧道围岩位移和塑性区变化规律，并结合围岩的位移变化情况和塑性区分布情况作为评价隧道围岩突水的判据，得出防止隧道围岩突水的岩层最小安全厚度。研究结果表明:在岩溶水压力作用下，当洞径比一定时，随着溶洞逐渐远离隧道，溶洞对隧道的影响在逐渐减弱；当间径比一定时，溶洞直径越大对隧道的影响越明显；同时根据围岩的位移和塑性区计算结果得到了隧道围岩最小防突厚度。研究成果可为小三峡隧道安全施工提供技术支撑。 相似文献
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隧道开挖和由开挖引起的地下水渗流引起围岩应力重新分布,对隧道围岩的稳定性有重要的影响。本文把隧道开挖过程与渗流场边界的变化紧密联系起来,根据渗流场边界建立了合理的三维有限元分析模型,对规划完成的某越江隧道开挖过程的水-力耦合效应进行了研究,建立了稳定流条件下渗流-应力耦合的基本方程,分析了孔隙水压力随隧道开挖过程的变化规律和水力耦合对围岩位移、应力及支护结构应力的影响程度。数值计算结果表明,渗透系数大的岩层渗流速度和位移受渗流的影响较大,渗流使隧道围岩的位移和应力及支护结构的应力都有较大的增加,水下隧道的设计和施工应该考虑渗流效应。 相似文献
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层状岩体是地下工程中经常遇到的一种岩体,具有明显的各向异性力学性质,其变形破坏特征与均值岩体相比表现得更为复杂。根据共和隧道地质调查和地应力量测的资料分析,隧道围岩偏压现象与地应力和岩性有极大的相关性。通过对隧道初期支护开裂段围岩位移收敛、围岩接触压力、锚杆轴向力监测和松动圈探测,其结果表明,围岩变形及应力和松动圈都在右拱肩处最大,即靠河侧大于靠山侧,与初始地应力的最大主应力方向不一致。因此,通过现场监测提前了解围岩-支护结构的变形及受力状况,及时修改了支护参数,避免了隧道垮塌等恶性事件的发生,从而有效指导了隧道施工和设计。 相似文献
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地震作用下无衬砌黄土隧道围岩结构安全系数的计算探讨 总被引：4，自引：1，他引：3
为了得到无衬砌黄土隧道围岩结构在地震作用下的安全系数,借助有限元软件ANSYS,首先采用水平地震作用下的动力分析模型进行模态分析,得到质量阻尼系数和刚度阻尼系数;其次,输入地震波进行动力时程分析,得到模型顶点的最大水平位移;最后,采用静力分析模型,并考虑自重和左右边界上顶点水平位移最大时的侧向边界节点水平位移,通过不断折减围岩土体的抗剪强度参数,即黏聚力c和内摩擦角?,直到计算不收敛为止,从而得到无衬砌黄土隧道在地震作用下的安全系数。数值算例表明:所采用的方法是可行的,地震作用会使得围岩结构的安全系数降低,从而为以后黄土隧道围岩结构在地震作用下安全系数的计算及其工程应用提供了理论依据。 相似文献
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平行盾构隧道施工对既有隧道影响的数值分析 总被引：12，自引：0，他引：12
采用三维有限元方法对平行盾构隧道施工进行模拟,分析新隧道动态掘进时既有隧道位移、变形和内力的变化规律。模型中考虑了盾构机与管片衬砌相互作用,管片衬砌结构的横观各向同性性质。计算结果表明,既有隧道在盾构机附近主要产生纵向上的不均匀沉降和侧移,在盾构机后方主要产生横断面内的旋转。新隧道的修建还将使既有隧道受到“侧向加载”效应,使其横断面内的弯矩减小,轴力增大,且左、右侧受力不再对称。既有隧道纵向受力出现先受压、后受拉的特征,且在远离新隧道侧将出现最不利应力状态。分析表明盾构机顶进力、注浆压力和地层损失对既有隧道的影响较大,施工中应严格控制,而顶进反力的影响相对较小。该工作为类似工程的施工提供参考。 相似文献
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The variations of five mechanical conditions such as the surface settlements, the displacement at vault of tunnels, the distribution of plastic zone of surrounding loess, the moment distribution of lining element and the total strain energy of surrounding loess are studied under three kinds of lining procedure with two different tunnel constructions, which is sequential excavation with a central heading and with a lateral heading. The results show that the sequential excavation with a lateral heading, which can decrease the amount of displacement at the vault of tunnels and of the maximal surface settlement and of the plastic zone of surrounding loess, is more preferable than that with a central heading. The tunnel lining in delayed construction compared with that in immediate construction is more favorable to enhance the stability of loess tunnel. It is shown that the analytical results are helpful for the design and construction of loess tunnels. 相似文献
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近间距双线大直径泥水盾构施工相互影响研究 总被引：9，自引：3，他引：9
对上海复兴东路越江公路隧道--近间距双线盾构隧道同向施工时相互影响的现场监测进行了研究.首先简要介绍了工程背景及其概况,然后介绍了为研究近间距盾构隧道相互影响而布设的监测项目,包括深层土体水平位移、地表沉降以及深层土体沉降、北线隧道三维位移、圆周变形、接缝宽度、北线隧道所受水土压力、北线隧道衬砌内力和土体中的超孔隙水压力.对监测数据进行了详细研究,得到了后建隧道推进时对地面沉降、深层土体位移变化、超孔隙水压力产生和消散、先建隧道衬砌位移、变形、内力的影响规律.从现场监测的分析结果来看,后进隧道对周围土体和先建隧道的影响是十分明显的.研究结果可以为大直径近间距双线推进的越江盾构隧道的设计和施工提供更加科学的指导. 相似文献
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松散堆积体隧道围岩变形破坏细观特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
隧道穿越复杂松散堆积体地层时，如何确保隧道施工过程的安全是工程人员普遍关心的课题。依托云南省罗打拉隧道，基于Monte Carlo随机原理，结合数字图像处理技术，建立了考虑接触面单元及抗拉强度的堆积体地层隧道开挖细观结构模型，并探讨了隧道开挖引起的堆积体围岩变形、破坏过程以及失稳机制，并在现场进行应用验证。研究结果表明，构建的堆积体地层隧道开挖细观结构模型可有效反映隧道开挖过程中围岩的破坏过程，围岩位移等值线呈波动性与非对称性分布；围岩破坏以剪切破坏为主，局部存在拉裂?剪切复合破坏，且破坏区由边缘块石尖端向深层逐步扩展，形成包裹块石的剪切楔形区及拉剪松动圈，在施工扰动下易发生局部失稳。针对堆积体地层破坏特征，提出了围岩注浆加固措施，地层加固后土石颗粒间胶结良好，开挖轮廓周边形成有效的注浆加固圈，开挖支护过程围岩变形可控，支护结构稳定，效果良好，可为后续类似松散堆积体地层隧道的设计、施工提供新思路。 相似文献
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In large-span tunneling projects, the mechanical behavior of the rock changes in response to different sequential excavation methods (SEMs) of advancing the tunnel face. The double side drift method (DSDM), which is a development of SEM, was widely used in loess tunnels with large cross sections in China for its ability to limit ground displacement. This paper presents the deformation characteristics of large-span loess tunnels of the high-speed railway line in China. Field monitoring and numerical simulations were conducted to determine the optimal construction approach and reveal the deformation properties of large-span loess tunnels in China. The construction approaches, support measures, ground surface, and subsurface deformation characteristics associated with DSDM are demonstrated. The ground surrounding the loess tunnel underwent vertical settlement at the arch part and at the ground surface because of the metastable structure of the loess. This study provides an in-depth illustration of the influence of face-advancing sequences on ground displacement induced by tunneling, which helps us implement the most effective SEMs. 相似文献
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Xuansheng Cheng Huan Feng Shangrong Qi Xiaoyan Zhang Bo Liu 《Geotechnical and Geological Engineering》2017,35(3):903-914
When water permeates the loess, the strength of the loess will be greatly reduced; thus, it is necessary to study the effect of seepage on the seismic response of a loess tunnel. Fields of structure and fluid are simulated using ADINA, and the calculation model of a curved wall loess tunnel with a super-large section (LTSLS) is established. Rainwater is simulated using an incompressible constant parameter model. Considering the action of near- and far-field earthquake and pulse effects, the Galerkin method is used to solve the interaction of stress and seepage fields. By contrasting and analyzing the maximum principal stress, the minimum principal stress, the maximum displacement of lining and the internal force of the tunnel structure, the influence of rainwater seepage on the mechanical properties of LTSLS is studied, and meanwhile, dynamic responses of LTSLS under the interaction of rainwater seepage and earthquakes are studied. The results show that if rainwater seepage is only considered for shallow buried LTSLS, the pore water pressure of a tunnel is so small that it may be neglected. The damage degree of LTSLS under the interaction of rainwater seepage and earthquakes is more than that under a single field. When considering the interaction effect of rainwater and earthquakes, the pore water pressure, principal stress and displacement under a near-field earthquake with pulse effect are greater than those under a near-field earthquake without pulse effect and a far-field earthquake under the same condition. 相似文献
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In the construction of tunnel through karst area due to the concealed caves which in the project could not be taken to safety and often made nonplused susceptible damage to the tunnel construction and that caused a great deal of potential safety problems and greater danger. Because the stability problem caused by mid and small-scale concealed karst cave when tunnel through karst areas is most common, The influence of different scale of crown concealed kast cave and the different distance between the tunnel and the crown concealed kast cave to rock stress, displacement and the internal forces of supporting structure were studied used numerical analytial test method, and the influence of the concealed cave on the tunnel plastic changes of the rock characteristics is also studied. Based on the numerical tests, the tunnel displacement changes inherent mechanism caused by top concealed are proposed. The study shows that within a certain scope of the existing large-scale top concealed cave will lead to increased displacement of the tunnel and the tunnel of rock stress will also increase. The research results of the karst area tunnel have a scientific and quantitative promotion to the design and construction of karst tunnel. 相似文献
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以某黄土公路隧道工程为依托,借助现场测试方法研究浅埋洞口段黄土公路隧道地表沉降、拱顶下沉和周边收敛时态分布规律,并结合实测数据建立隧道施工变形统计分析预测模型。研究结果表明:（1）黄土隧道施工变形呈现显著的时间和空间效应,其时态分布曲线符合指数函数型发展规律;（2）地表沉降随时间呈增长趋势,约60 d后逐渐趋于稳定,其最大值（wmax）的统计变化范围为（?30.78～?105.20）mm;（3）横向地表沉降曲线分布呈凹槽形,沉降槽宽度约（3～5）倍隧道跨度（B）,且隧道开挖引起的地层损失率为0.74%～3.08%;（4）拱顶下沉与周边收敛时态曲线可分为线性增长、持续变形和平稳发展3个阶段,且线性增长阶段占总变形量的60%以上;（5）vmax的统计值变化范围为（?17.1～?201.1）mm,其95%置信区间为[?51.53,?65.11],umax的统计值变化范围为（?12.1～?122.0）mm,其95%置信区间为[?35.08,?43.39],建议V级围岩黄土隧道预留变形量取值范围为（?100～?150）mm;（6）拱顶下沉与周边收敛速率时态曲线呈先急剧增加后逐渐衰减趋势,最终稳定后的拱顶下沉速率（Δv）和周边收敛速率（Δu）依次为（?0.05～?0.80）mm/d和（?0.02～?0.60）mm/d。 相似文献