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砂卵石地层大断面隧道开挖过程数值模拟研究

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第3期 195-200页

作者：李清宪郑付杰王宇中国中铁电气化局集团有限公司(北京) 北京100071 北京城市快轨建设管理有限公司北京100086

随着隧道施工地层条件的复杂化和开挖断面的扩大化,环形开挖预留核心土法已广泛被用于开挖围岩较差的大断面隧道。环形开挖预留核心土法隧道的开挖与支护过程是多步骤的,且上一步开挖会都会对随后的各次开挖产生影响的复杂过程。本文以... 详细信息

随着隧道施工地层条件的复杂化和开挖断面的扩大化,环形开挖预留核心土法已广泛被用于开挖围岩较差的大断面隧道。环形开挖预留核心土法隧道的开挖与支护过程是多步骤的,且上一步开挖会都会对随后的各次开挖产生影响的复杂过程。本文以张石高速公路涞源至涞水段为背景,针对二道河隧道特殊的地质条件,利用三维数值模拟软件FLAC3D对隧道开挖过程进行数值模拟,结果表明:(1)环形开挖预留核心土法适用于砂卵石地层大断面隧道开挖,但应及时施作支护结构,确保围岩稳定;(2)开挖完环形拱部及预留核心土后隧道围岩变形基本趋于稳定;支护结构中初期支护承担了主要的荷载,二次衬砌分担了有限的荷载,主要起安全储备的作用;(3)隧道开挖后,底板处应力和变形较大,应及时施作仰拱,确保水平收敛和底鼓变形控制在合理范围内。研究结果对指导施工及反馈隧道设计具有重要理论与实际意义,也为类似研究提供参考。

关键词：隧道工程砂卵石地层大断面环形开挖预留核心土开挖过程数值模拟

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开挖过程中新管幕结构内力数值分析

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2011年第6期27卷 1064-1069页

作者：阎石张占军金春福卢静丽沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168 大连理工大学建设工程学部辽宁大连116024 中建二局二公司四分公司河南洛阳471000

目的为有效控制沉降,提高新管幕结构施工安全和进度,研究在开挖过程中新管幕结构的内力传递路径和内力分布情况.方法运用弹塑性理论和有限差分软件FLAC3D,进行三维建模并根据实际施工步骤进行新管幕结构体系非线性仿真分析.结果得到新... 详细信息

目的为有效控制沉降,提高新管幕结构施工安全和进度,研究在开挖过程中新管幕结构的内力传递路径和内力分布情况.方法运用弹塑性理论和有限差分软件FLAC3D,进行三维建模并根据实际施工步骤进行新管幕结构体系非线性仿真分析.结果得到新管幕结构在不同开挖阶段的受力特征、传力路径和分布规律.结论在土体开挖过程中,环梁最大主压应力最开始出现在与第一步开挖土体地面相邻处,然后也由上向下移动,随后出现在中板的部位,最后最大主压应力出现在中板稍下方的地方.底板截面下部的最大主压应力比上部大.

关键词：新管幕结构开挖过程结构内力仿真分析

开挖过程及围护结构对地铁车站抗震性能的影响

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地震工程学报 2021年第1期43卷 177-186页

作者：张然张鸿儒北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

为了研究开挖工序以及围护结构作为永久结构在明挖车站的抗震设计校核中的作用,基于以灌注桩作为支挡结构的郑州市某明挖结构地铁站,采用Plaxis2D建立二层单柱双跨矩形框架式有限元模型,采取硬化土本构,建立考虑分步开挖、和不考虑开挖... 详细信息

为了研究开挖工序以及围护结构作为永久结构在明挖车站的抗震设计校核中的作用,基于以灌注桩作为支挡结构的郑州市某明挖结构地铁站,采用Plaxis2D建立二层单柱双跨矩形框架式有限元模型,采取硬化土本构,建立考虑分步开挖、和不考虑开挖的模型,进行有无围护墙及不同墙厚抗震验算。研究结果表明:侧墙作为主要抗侧力构件,在地震荷载作用下,不考虑开挖时结构上部弯矩设计值偏小31%,侧墙和底板的设计偏于保守,弯矩偏大87%和64%。在顶中底板和下部侧墙的计算偏差呈现出随深度增加的变化趋势,如不考虑开挖的下部侧墙剪力计算偏差由36%增加至122%。而连续墙的刚度的折减对结构内力造成的影响在5%以下。因此在该种软土地层的抗震设计中需要考虑开挖以及设计年限内的地连墙对结构弯矩设计的影响,重点对剪力墙底部、以及中柱的顶部和底部进行内力校核。

关键词：地震响应明挖开挖过程永久结构硬化土模型

地下厂房开挖过程微震特征与损伤区围岩破坏机制研究

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水力发电 2023年第1期49卷 41-47页

作者：周相段斌孙悦鹏覃事河国能大渡河金川水电建设有限公司四川金川624100 四川大学四川成都610065

为识别和确定开挖扰动过程围岩损伤区域,揭示围岩损伤区域微观破裂演化机制,构建三维空间体微震监测系统,开展开挖卸荷过程微震实时监测。金川水电站地下厂房开挖监测结果表明,厂房区域微震活动性与地质条件、施工工况密切相关,微震事... 详细信息

为识别和确定开挖扰动过程围岩损伤区域,揭示围岩损伤区域微观破裂演化机制,构建三维空间体微震监测系统,开展开挖卸荷过程微震实时监测。金川水电站地下厂房开挖监测结果表明,厂房区域微震活动性与地质条件、施工工况密切相关,微震事件聚集主要受爆破开挖强度及缓倾断层控制。微震事件聚集演化与围岩变形损伤密切相关,微震事件空间上的聚集性增大,活动频率增加,累积释放能量缓慢增长,微震信号频率呈降低趋势是岩体发生宏观变形的前兆信号。损伤区域围岩在长期的施工停滞下拉伸型微破裂不断积累,具体表现为围岩微破裂以张拉型为主,伴有剪切混合型,岩体内部大尺度的微裂隙逐渐发育、聚集,损伤区岩体损伤劣化程度逐步增大。

关键词：地下厂房开挖过程微震监测围岩损伤破坏机制破裂尺度

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隧洞施工开挖过程初次支护时机选择方法研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2022年第4期 124-127页

作者：陈卫海南省水利水电勘测设计研究院有限公司海南海口570203

为解决隧洞施工开挖环节扰动剧烈、支护时机不当等问题,文章引入某隧道施工案例,采用FAI指标对扰动等级进行划分,在此基础上考虑应力释放、临界位移等因素,综合搭建三维立体模型,并在Python框架下输入工况参数、设置相应的监测点位,运... 详细信息

为解决隧洞施工开挖环节扰动剧烈、支护时机不当等问题,文章引入某隧道施工案例,采用FAI指标对扰动等级进行划分,在此基础上考虑应力释放、临界位移等因素,综合搭建三维立体模型,并在Python框架下输入工况参数、设置相应的监测点位,运行并收集点位具体数值,将其导入公式准确计算支护时机参数,最终发现岩体地质强度、单轴抗压强度等均会影响初次支护时机,实践中应当结合工况进行深入分析。

关键词：隧洞施工开挖过程初次支护时机

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开挖过程的动态力学分析

施工技术 2008年第S1期37卷 105-107页

作者：罗颖思广东方华建设工程有限公司广东佛山528000

建立排桩支护结构的挠曲线微分方程,从施工实际合理简化方程,然后从基坑开挖过程的不同工况找出边界条件、连续条件、平衡条件解方程。以此分析支护结构的内力和变形的动态变化。

关键词：深基坑开挖过程排桩支护

开挖过程中地下新管幕结构变形与内力数值分析

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开挖过程中地下新管幕结构变形与内力数值分析

作者：张占军沈阳建筑大学

学位级别：硕士

近年来,随着城市地下空间的深度开发,为有效的利用地下空间资源,大深度、大断面的地下工程不断被设计人员所采用,并成为一种发展趋势。对于大型地下空间施工而言,采用单一施工方法,技术上或经济上总有一定局限性。在现有技术水平的基础... 详细信息

近年来,随着城市地下空间的深度开发,为有效的利用地下空间资源,大深度、大断面的地下工程不断被设计人员所采用,并成为一种发展趋势。对于大型地下空间施工而言,采用单一施工方法,技术上或经济上总有一定局限性。在现有技术水平的基础上并经过技术扩展,研究可进行大型或超大型地下空间的施工方法。针对这种情况,本文选用一种新的大断面地下结构施工方法—新管幕（New Tubular Roof,简称NTR）工法。采用NTR工法建造的结构通常称为NTR结构。NTR工法起源于韩国,在国内首次应用,但对于NTR工法的理论研究相对于实践研究是滞后的,虽然NTR工法应用逐渐增多,但其理论研究相对较弱。因此,有必要对NTR结构体系及施工方法进行系统的研究。本文采用FLACD商用软件对选用的某NTR结构体系在开挖全过程中的强度与变形问题进行了非线性有限元分析。主要内容和方法包括以下几个方面:（1）开挖过程中的NTR结构与土体变形分析NTR结构在土体开挖过程中会产生变形。一般来说,在第一步开挖时,结构的位移比较大,后面的开挖步骤结构的位移比较小。随着土体的开挖,不同的位置有不同的变形趋势,结构顶部和结构底部均朝内部方向变形,结构拱腰部位有朝向外的水平位移。因此,第一步开挖对结构变形产生的影响很大,是施工监测的重点;由于跨度比较大,中板竖向位移比较大。因此,在开挖中板以下的土体的时候要及时的制作中板的竖向支撑,减少中板的竖向位移。NTR结构在施工开挖过程中围岩的塑性区发展具有一定的规律性。土体开挖后,由于拱顶上部土体的下沉,在拱肩部位出现张拉屈服带,与水平面大致有45°夹角。拱内部出现大体积的塑性区,拱脚部分也出现少量的塑性区。随着开挖进行,上面的塑性带几乎没有进一步的发展,拱内的塑性区逐渐被挖掉。拱脚的塑性区随着开挖的进行有些扩大。（2）开挖过程中的NTR结构内力分析NTR结构在施工开挖过程中内力分布规律和传递途径在不断变化。环梁最大压应力由上向下移动,出现三个关键部位,最早出现在第一步开挖的断面处,随后出现在中板的部位,在最后停留在中板稍下方的地方。在开挖下部土体的时候,中板以上环梁部分的受力没有明显的变化,由于中板制作完成之后中板与环梁形成一个整体,空间刚度比较大,内力的分配得到均匀化。在施工过程中,NTR结构的变形与内力分布具有规律性。本文所提出的分析方法以及数值计算结果可作为工程设计与施工的参考。

关键词：新管幕工法开挖过程结构变形塑性区的规律内力分布规律 FLAC3D 有限元分析

基于开挖过程稳定性的框架预应力锚杆边坡加固计算方法研究

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岩石力学与工程学报 2014年第S1期33卷 2964-2970页

作者：李忠陈思阳朱彦鹏高建香兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州730050 兰州市政建设集团有限责任公司甘肃兰州730030

在考虑支挡结构体系对边坡开挖与加固施工过程稳定性影响的条件下,提出基于过程稳定性的框架预应力锚杆边坡加固结构设计、计算方法,并给出开挖全过程中满足稳定性条件的各层锚杆拉力智能优化计算模型,可实现框架预应力锚杆边坡在开挖... 详细信息

在考虑支挡结构体系对边坡开挖与加固施工过程稳定性影响的条件下,提出基于过程稳定性的框架预应力锚杆边坡加固结构设计、计算方法,并给出开挖全过程中满足稳定性条件的各层锚杆拉力智能优化计算模型,可实现框架预应力锚杆边坡在开挖与加固过程中的稳定性实时动态分析与评价。经实例计算可得出:(1)在预应力锚杆框架梁作用下,边坡稳定性状态随设计参数呈动态变化,采用滑移面动态搜索模型求解边坡最危险滑移面,所得结果相对更为准确、合理;(2)通过引入锚杆拉力高度影响系数,建立各层锚杆布置位置与边坡各个阶段开挖高度之间的关系,可同时求解满足不同开挖阶段稳定性的一组锚杆拉力最优解。结果与工程实际情况相符合,证明该方法的合理性和实用性。

关键词：边坡工程稳定性开挖过程预应力锚杆边坡加固

两河口水电站泄水建筑物进口边坡群开挖过程三维数值分析

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水电能源科学 2016年第7期34卷 158-162页

作者：熊峰漆祖芳张倩孙昊位伟武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 长江勘测规划设计研究有限责任公司施工设计处湖北武汉430010

鉴于两河口水电站泄水建筑物进口边坡的稳定性直接影响到水电站的正常运行,基于实际地质条件,建立了三维数值计算模型,采用三维弹塑性有限差分法分析了该边坡开挖卸荷过程中的位移场、应力场和塑性区分布特征,揭示了边坡岩体潜在破坏部... 详细信息

鉴于两河口水电站泄水建筑物进口边坡的稳定性直接影响到水电站的正常运行,基于实际地质条件,建立了三维数值计算模型,采用三维弹塑性有限差分法分析了该边坡开挖卸荷过程中的位移场、应力场和塑性区分布特征,揭示了边坡岩体潜在破坏部位分布规律,并评价了边坡的稳定性。结果表明,影响边坡稳定与安全的的主要因素是f1和fb13-04断层的切割、开挖坡比和Ⅴ类岩体的分布。结果可为边坡开挖后的支护形式设计及施工程序和施工方法的确定提供参考依据。

关键词：两河口水电站岩石高边坡开挖过程 Flac3D 稳定性分析