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浅埋偏压连拱隧道的施工优化及支护受力特征分析 总被引：5，自引：0，他引：5
用岩土工程专用分析程序FLAC3D,对铜黄高速公路汤屯段富溪浅埋偏压连拱隧道进口段采用的施工过程进行了三维快速拉格朗日差分方法分析,比较了先开挖浅埋侧主洞与先开挖深埋侧主洞两种开挖施工顺序,获得了浅埋偏压连拱隧道在采用不同开挖顺序施工时各阶段隧道变形、中隔墙及支护结构的应力和位移等变化情况,通过对比、分析,从而使得实际隧道施工顺序得到优化,结果与现场监控量测资料相比较,得出的结论可为富溪浅埋偏压连拱隧道施工提供科学依据与技术指导。 相似文献
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软岩浅埋隧道施工工法比选 总被引：2，自引：0，他引：2
目前在高速公路软岩浅埋隧道施工中均不同程度地出现了围岩坍塌、地表产生大面积沉降等问题。广福隧道某浅埋段,地质条件复杂,断面大、岩性差,受构造影响比较严重,而且顶板厚度比较薄,易发生坍塌、冒顶现象。为确保浅埋段隧道的施工安全,尽量减少隧道开挖引起的地层沉降和围岩变形,采用FLAC3D对4种施工工法全断面法、短台阶法、单侧壁导坑法和双侧壁导坑法进行模拟,分析了4种工法下地表沉降、隧道围岩周边位移和塑性区的变化特点,选出一种技术可行、经济合理的施工工法,得出一些有意义的结论。 相似文献
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收集42个基坑开挖对侧方既有隧道影响的工程案例,统计每个案例中典型地层条件、基坑和隧道规模尺寸、相对位置、结构变形及控制措施等;分析重要因素对隧道竖向和水平位移的影响,明确了隧道发生隆、沉的判别条件,给出了坑外隧道竖向位移分区;提出了隧道水平位移综合预测指标,给出了3种地层条件下隧道水平位移经验预测公式。依托某实际工程,利用得到的预测公式对侧方隧道变形进行施工前预测,并把预测结果与现场实测结果进行对比,验证了预测公式的合理性。结果表明：侧方隧道受基坑开挖影响,水平位移均指向坑内,而竖向位移为沉降或隆起,具体与隧道拱顶埋深Ht和隧道距基坑水平距离Lt有关,统计得知隧道发生隆、沉的临界拱顶埋深为He+R,He为基坑开挖深度,R为隧道直径,拱腰距基坑临界水平距离为Lt=He,进而结合侧方隧道竖向位移分布特征,可将坑外范围划分为沉降区、过渡区和隆起区。基坑围护结构水平位移δhm、基坑开挖深度He、隧道与基坑水平间距L 相似文献
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不同埋深的软硬岩层叠置复合地层变形破坏形式复杂而使得软岩大变形和硬岩岩爆位置相关关系不够明确。在拉张盆地中自重应力为主,侧压系数一般较小且多数在1.0以内。本文以在水平和铅垂叠置复合地层中TBM开挖圆形断面隧道为例,采用有限差分程序FLAC3D对拉张盆地中不同埋深、不同叠置型式复合地层中TBM开挖后的三维弹塑性位移变形、主应力和塑性破坏分布变化特征展开数值模拟研究。模拟结果表明,围岩变形主要发生在软岩层地层中,埋深超过800 m后沿隧道轴向软岩大变形藕节状分段开始显现;随埋深增加,硬岩稳定性变差,顶拱位移增加尤其明显;随埋深增加,软岩和硬岩地层之间主应力差异变小,硬岩中储能明显;埋深越大塑性区分布范围越大;埋深较小时岩层以拉张破坏为主,埋深较大时以剪切破坏为主,两种状态的转换埋深(临界深度)约为800 m。由此对拉张盆地中深埋界限值给予了理论验证。 相似文献
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兰渝铁路两水隧道地质条件复杂,围岩软弱破碎,沿线地形起伏,隧道埋深变化大。根据埋深等地层条件的变化,在不同的区段选择合适的施工方案,控制隧道围岩变形是隧道安全控制的关键所在。结合该工程的勘察和设计资料,采用大型有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型,系统地研究不同埋深条件下开挖进尺对隧道变形的影响。从变形角度揭示了埋深对开挖进尺的影响规律,确定了不同埋深条件下最利于变形控制的循环进尺,为工程的施工决策提供技术指导和理论支持。 相似文献
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《岩土力学》2020,(2)
针对地表下隧道周围土体变形的观测困难，用熔融石英和溴化钙溶液配置透明土，提出基于透明土的盾构开挖面失稳试验研究方案，获得隧道前方纵断面土体位移矢量、沉降槽曲线和破坏模式等。试验结果表明，隧道开挖面失稳后土体变形以垂直位移为主，浅埋时土体破坏呈现“楔”形，破坏面延伸至地表，埋深增加时扰动范围向开挖面变窄，深埋时出现压力拱，扰动体呈现为筒仓形；隧道纵断面内沉降槽呈现为Weibull分布，最大沉降发生在隧道开挖面前方约（0.3～0.5）D（D为隧道半径）的拱顶处，变形主要发生在隧道开挖面前方的拱顶以上，浅埋时沉降槽从地表往下向深而窄变化，深埋时沉降槽宽度接近相同，从地表往下逐渐变深。 相似文献
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针对一座浅埋偏压隧道,采用FLAC3D对该隧道进口段进洞开挖进行动态施工三维数值模拟。基于围岩应力分布特征,仰坡坡面轴向和横向位移的变化特征,分析了偏压浅埋隧道洞口段开挖引起的仰坡变形规律。计算结果揭示：仰坡后缘下沉,前缘向洞心外有移动趋势;隧道开挖引起隧洞洞身附近岩体出现较大应力集中和变形现象,洞口段洞身以上仰坡坡面主要以竖向沉降为主,洞身两侧向洞内挤压。在此基础上提出了保证仰坡稳定和安全进洞的一些建议。 相似文献
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浅埋隧道开挖引起的土体水平位移分析 总被引：1，自引：0，他引：1
对于浅埋隧道开挖引起的土体位移规律很多学者进行了研究,但对于其水平位移规律的研究却不多。在总结比较现有3种地层沉降公式的基础上,结合其中一种地层沉降理论以及土体不可压缩的假设推导出了浅埋隧道上方土体的水平位移公式,使用该公式对相关文献中的实测数据以及有限元模拟结果进行了拟合对比,证明提出的公式能够较好地预测和描述浅埋隧道开挖引起的土体水平位移规律;另外,基于所推导的地层水平位移公式以及地层沉降理论公式,得出了该方法下的土体位移矢量角公式,并与O’Reilly 和New提出的方法进行了比较,所得结果与相关学者的研究结论一致,证明了该土体位移矢量公式的适用性。此研究成果可为相关实际工程中土体水平位移的计算和控制提供理论参考。 相似文献
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《国际地质力学数值与分析法杂志》2018,42(15):1765-1784
In this paper a fully probabilistic approach based on the Bayesian statistical method is presented to predict ground settlements in both transverse and longitudinal directions during gradual excavation of a tunnel. To that end, the convergence confinement method is adopted to give estimates of ground deformation numerically. Together with in situ measurements of the evolution of vertical deflections at selected points along the tunnel line, it allows for the construction of a likelihood function and consequently in the framework of Bayesian inference to provide posterior improved knowledge of model parameters entering the numerical analysis. In this regard, the Bayesian updating is first exploited in the material identification step and next used to yield predictions of ground settlement in sections along the tunnel line ahead of the tunnel face. This methodology thus makes it possible to improve original designs by utilizing an increasing number of data (measurements) collected in the course of tunnel construction. 相似文献
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Chenyang Zhao Arash Alimardani Lavasan Thomas Barciaga Tom Schanz 《国际地质力学数值与分析法杂志》2019,43(4):781-800
This study investigates the ground movements due to mechanized tunnel excavation by applying two-dimensional finite element analyses. To assess the contribution of the compressibility and plasticity of the soil on the ground movements, different constitutive models are employed to describe the soil behavior. The influence of volume loss around the tunnel on the surface volume loss is investigated, and a quadratic correlation between them is proposed. Consequently, the empirical Gaussian distribution curve, which is generally used to determine the tunneling induced settlement trough, is improved by applying the proposed quadratic correlation between surface volume loss and tunnel volume loss. Furthermore, the settlement trough width parameter has been derived by a linear function of tunnel volume loss as well. The proposed equations are validated via a case study of centrifuge tests from the literature. The results show that the proposed modification enhances the empirical solution by having better knowledge on the model parameters. Additionally, tunnel overburden and coefficient of lateral earth pressure at rest (K0) are taken into account to study their influence on the tunneling induced surface settlements. Finally, global sensitivity analysis is applied to evaluate the relative importance of corresponding model parameters in terms of their influence on the ground movements. 相似文献
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在盾构隧道基础上结合浅埋暗挖法可以有效地解决地铁车站和盾构隧道施工之间的矛盾。北京地铁14号线试验段采用外径为10 m的土压平衡盾构修建,试验段上的车站结合PBA法（洞桩法）扩挖而成。综合运用预测地表沉降的经验公式、相关统计资料和规范,以及数值模拟方法,对大断面盾构隧道结合洞桩法修建地铁车站的施工过程进行地表沉降分析。结合北京地铁车站地表沉降控制基准值和现有地铁车站地表沉降统计数据,提出较为合理的地表沉降控制标准,并按照三级控制的管理方法,分级分步进行地表沉降控制,研究结果对指导工程施工有一定的参考价值。 相似文献
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考虑冻结壁的强制解冻过程,采用随机介质理论,建立了隧道水平冻结壁强制解冻期地表沉降的预测方法,并提出强制解冻条件下冻结壁温度场由单管解冻理论近似求解,基于所推导的单管解冻理论和崔托维奇提出的一维情况下融土层稳定融沉量公式,确定了预测方法中融土柱半径和融缩区域内半径的取值方法。将所建立的预测方法应用于隧道全断面水平冻结工程中,得到了地表沉降随强制解冻时间的分布及变化规律。研究结果表明,在冻结壁强制解冻期,其地表沉降分布规律与自然解冻期相似,但地表沉降随解冻时间呈线性增长趋势,这一特征与自然解冻期有所不同。 相似文献
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在既有公路下进行浅埋隧道开挖会引起地层产生位移,导致地表沉降。为了保证施工安全,快速精确地计算地层位移及应力,有效地控制地表沉降,对浅埋隧道的设计与施工均十分重要。在镜像法原理的基础上,引入等效模量当层法,推导出了在有上覆不同材料下浅埋圆形隧道开挖引起地层位移、应力及地表沉降的解析分布规律。计算结果表明,既有路基下开挖隧道引起地层产生的位移和应力解析解能够很好地体现上层高弹性模量路基对沉降及应力的扩散作用,可以求得隧道开挖后洞周地层包括上覆路基及下卧层中任意位置处的位移、应力以及地表沉降,为在双层地基材料中开挖浅埋隧道引起地层位移及地表沉降的计算提供了一种新的解析方法。 相似文献
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Peck公式在我国隧道施工地面变形预测中的适用性分析 总被引：26，自引：3，他引：26
在目前众多的预测地铁隧道开挖引起的地表位移的经验方法中，Peck于1969年提出的高斯方程最简便，也是目前应用最为广泛的方法。由于这一公式是基于有限地区的实测资料提出的，因此，在某个地区应用前首先应该进行基于当地实测资料的验证工作。国内地铁建设工作起步相对较晚，在土中开挖的浅埋隧道工程引起的地层变形实测资料比较缺乏，因此，目前对Peck公式在国内各地区的适用性还没有定论。近年来，随着地铁建设热潮的兴起，各地逐渐积累了一些实测资料，但仍比较零散，也没有形成比较统一的结论。通过对搜集到的国内8个地区30多组观测数据的分析，评价这一方法在不同地区的适用性，并对相关计算参数提出初步建议值。 相似文献
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A numerical Round Robin on tunnels under seismic actions 总被引：3，自引：0，他引：3
Emilio Bilotta Giovanni Lanzano S. P. Gopal Madabhushi Francesco Silvestri 《Acta Geotechnica》2014,9(4):563-579
Although the seismic behaviour of shallow circular tunnels in soft ground is generally safer than aboveground structures, some tunnels were recently damaged during earthquakes. In some cases, damage was associated with strong ground shaking and site amplification, which increased the stress level in the tunnel lining. Pseudo-static and simplified dynamic analyses enable to assess transient changes in internal forces during shaking. Nevertheless, experimental evidences of permanent changes in internal loads in the tunnel lining would suggest that a full dynamic analysis including plastic soil behaviour should be performed when modelling the dynamic interaction between the tunnel and the ground. While sophisticated numerical methods can be used to predict seismic internal forces on tunnel structures during earthquakes, the accuracy of their predictions should be validated against field measurements, but the latter are seldom available. A series of centrifuge tests were therefore carried out at the University of Cambridge (UK) on tunnel models in sand, in the framework of a research project funded by the Italian Civil Protection Department. A numerical Round Robin on Tunnel Tests was later promoted among some research groups to predict the observed behaviour by means of numerical modelling. In this paper, the main results of five selected numerical predictions are summarized and compared with the experimental results. 相似文献