地铁大断面车站施工三维空间效应数值模拟

针对大连地铁隧道大跨度车站空间效应问题,应用有限元软件ANSYS对其施工的过程进行建模,并且导入FLAC3D进行计算,并对提取出的收敛及沉降数据进行研究,结果表明:越靠近掌子面的附近沉降越小,通过此研究可以得到测点的精确沉降,弥补了靠近掌子面附近测不准的缺陷。

复杂硐室交叉口转向挑顶施工力学行为研究

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。

深埋岩体隧道开挖面三维非线性挤出效应分析

深埋高应力覆存环境下的岩体隧道处于复杂真三维应力状态,围岩力学行为与浅埋隧道存在明显差异,传统的强度理论与分析方法已经不能满足深埋隧道围岩稳定性精细化分析的要求;开挖面三维空间效应问题在浅埋隧道设计与施工常被简化甚至忽略,但其对深埋隧道围岩稳定和施工安全的影响必须予以重视。为此,以西部典型深埋隧道为对象,建立精细的三维地质模型和隧道数值分析模型,采用三维GZZ强度准则对不同埋深隧道的开挖过程进行三维有限元模拟,分析开挖面三维非线性空间效应,揭示开挖过程复杂应力路径及非线性挤出变形的时效演变机制。研究表明:(1)采用现场三维照相、激光扫描和三维重构等数字化采集技术,可快速、自动、准确获取岩体GSI等GZZ准则输入参数,实现了深埋隧道围岩稳定性三维分析;(2)深埋隧道开挖面挤出变形比浅埋隧道更加显著,挤出变形主要为塑性变形,变形量随埋深呈现出抛物线变化,且开挖面进入塑性屈服状态早于洞周围岩;(3)开挖面前后3~4 m范围内具有显著的三维空间效应,3个主应力均发生了巨大变化,且伴随明显的应力主轴旋转,该现象主要由开挖面处急剧增加的切应力导致;(4)开挖面中心岩石应力水平I1远低于洞周围岩,开挖卸载导致的岩体不稳定性比处于加载状态的洞周围岩更加严重;(5)深埋隧道钢拱架扭曲变形和围岩非均匀纵向变形主要与σ3和σ2有关,且超过一定埋深时,σ2的作用显著增加。

基于Plaxis的双排钢板桩结构土压力和排距优化设计

双排钢板桩支护结构具有复杂的受力特性。首先,阐述了当前常用的几种双排桩结构的计算方法,简要分析了这些方法的优缺点。其次,通过与模型试验结果的对比,说明Plaxis软件的可靠性和参数选取的正确性。然后,结合对有限元模拟结果的分析,指出双排钢板桩结构存在较强的三维空间效应。最后,对比例系数法的土压力分布进行了一些优化,并提出了双排钢板桩排距的优化取值范围。该结论可为软土地区类似的工程提供有益的借鉴和参考。

新世纪广场大厦抗震和抗风设计

由于新世纪广场大厦的独特的体型，在结构设计中，在抗震和抗风方面作了比较深入的考虑，并进行了风洞试验。本文中介绍了大厦的抗震设计和风洞试验的结果，可供类似工程参考。

蓄水池基坑双排钢板桩结构土压力和排距优化设计

为探究蓄水池基坑双排钢板桩结构土压力分布规律及排距设计优化方案,通过构建有限元数值模型进行分析,并将结果与模型试验数据进行对比分析,评估有限元模型参数选取的精确度和可靠性。基于有限元数值模拟结果,发现三维空间效应在蓄水池基坑双排钢板桩结构中表现显著;优化土压力分布计算流程和钢板桩排距取值范围(针对比例系数计算法进行优化),建立更为简单、易操作的计算公式;对比模型试验和有限元数值模拟结果,发现数值模型参数的选取及模拟结果具有较高的精确度和可靠性,该研究可为类似工程建设提供技术参考和理论借鉴。

深基坑开挖对周围环境影响研究进展

随着城市超高层建筑施工、地下空间开发利用及轨道交通建设的深入发展,大量深基坑工程涌现.深基坑具有很强的地区差异性,表现出显著的三维空间效应,并且涉及到岩土-结构相互作用等交叉学科领域,是一个不断面临新挑战的岩土工程难题,当前,深基坑设计理念已由＂强度控制＂转变为＂变形控制＂.综合前人研究成果,将深基坑变形研究归为平面变形和三维变形两大类;对于深基坑平面变形,回顾了支护结构变形类型、地表沉降模式及沉降影响范围的相关研究,系统归纳总结了国内外关于支护结构变形和地表沉降具有代表性的实测数据;结合数值模拟与现场实测相关结论,对深基坑三维变形研究做了评述;通过模型试验、理论分析、工程实测、数值模拟及实践应用等5个方面,对深基坑开挖引发的建筑物变形做了综述.可以看出,深基坑变形研究需要多种方法并举、多学科相互配合,根本目的在于保护深基坑周围建筑物.本文对深基坑变形研究成果的梳理回顾,可为今后深基坑科研及建设提供参考.