双支撑工作模式下TBM撑靴与围岩接触仿真

撑靴为TBM的前进及稳定性提供保障,与围岩的接触是否均匀直接影响工作的稳定性,针对撑靴与围岩接触会因为应力分布不均匀而导致支撑不稳或围岩坍塌等问题,以新型TBM的撑靴为研究对象,根据试验台的三维模型创建撑靴和其他机构之间的力传递特性,建立双支撑工作模式下撑靴与围岩的接触模型,采用有限元方法研究撑靴与围岩接触面应力、位移分布。结果表明:撑靴与围岩的综合应力分布较为均匀,在周向尺寸上分布在-18°~18°范围内,撑靴接触表面最大应力为13.3 MPa,围岩接触表面最大应力为4.03 MPa。撑靴接触表面综合位移中间小、两端大,而在围岩接触表面综合位移中间大,向四周位移逐渐减小。并且运用赫兹公式对有限元分析的结果进行验证,误差为0.5 MPa,表明分析结果可靠,为提高整机稳定性提供了参考。

乌东德电站导流洞直柱形堵头衬砌与围岩接触研究

大型水电站导流洞封堵永久堵头一般选择在围岩条件相对较好且与大坝防渗帷幕相交的洞段,堵头型式一般采用楔形结构。为了避免二次开挖,达到简化施工、加快进度的目的,乌东德水电站导流洞永久堵头采用直柱形结构型式。这要求准确查明堵头段衬砌混凝土、喷混凝土和围岩的接触情况。为此,选取具备研究条件的5号导流洞开展研究工作,采用钻孔取芯、彩电、声波测试、平面超声横波成像检测及室内试验等手段,查明了堵头段各接触面的接触状况。以测试及试验成果为基础,类比相似工程并结合地质条件,给出了堵头段各接触面的物理力学参数建议值,为堵头设计提供依据。这一研究方法及成果可为其他类似工程提供借鉴。

新型TBM撑靴与围岩接触数值模拟分析

建立了中间与两侧支承载荷共同作用下的新型撑靴与围岩有限元接触模型,对新型TBM撑靴与围岩接触进行了数值模拟分析,运用MATLAB得到了撑靴与围岩接触表面综合应力与综合位移分布特性。结果表明:在极限载荷条件下,变形主要集中分布于θ=0°~20°(θ为接触面沿周向角度)范围内,最大值出现在中间支撑液压缸球面副对应的凹槽两侧接触区域,以此为中心向四周扩散减小,撑靴末端区域综合应力值约为1 MPa,综合位移约为0.1mm。

贵州省望谟县昂武乡交朝辉绿岩与围岩接触关系及特征研究

大地构造处于羌塘-扬子-华南板块-扬子陆块江南造山带右裂谷-前陆盆地区望谟北西向构造变形区,处于北东东向桑榔背斜南翼,区域总体构造形迹呈北东向展布。该文详细阐述望谟县昂武乡交朝地层及构造情况,重点突出辉绿岩、辉绿岩岩体与围岩接触关系、辉绿岩岩体与围岩接触及蚀变特征,划分辉绿岩岩体与围岩接触的岩性和顶、底板接触蚀变分布情况。

TBM撑靴两端先接触围岩仿真分析

TBM撑靴表面接触压力分布不均,不能提供更大的支撑力,采用有限元方法研究撑靴和围岩接触表面的法向应力的分布规律,以及法向应力与施加载荷的关系。结果表明:在撑靴两端先接触围岩的模型中,撑靴和围岩接触区域两端的法向应力较大,中间区域的法向应力较小;接触表面的法向应力随施加在撑靴上的法向载荷的增加而非线性增加。这为后续优化撑靴结构、提高法向应力的分布均匀性提供了参考。

宝天高速公路上黄土、土岩复杂围岩隧道的开挖和支护技术研究与应用

宝天高速公路宝鸡段BT4合同段有4座分离式隧道,该地区地质背景复杂,地形相对高差较大。其地质属典型的黄土覆盖土、岩接触复杂围岩,岩土体稳定性差。为保证隧道顺利施工,开展了黄土、土岩复杂隧道围岩的变形规律和破坏方式的研究,以指导隧洞施工支护。目前该隧道已顺利建成。

“接触问题”引起的隧道病害分析

衬砌裂损是隧道病害中常见的问题,也是严重威胁结构安全的一个重要因素。除了温度变化、水害、衬砌本身的强度和厚度不足以及混凝土耐久性降低外,隧道围岩压力变化是衬砌产生裂损直至破坏的主要原因。文章针对铁路运营隧道病害的检测结果,对衬砌背后空洞进行平面弹塑性计算分析,得出不同位置、不同大小的空洞以及空洞群对结构各截面安全系数影响的系统认识,明确提出衬砌结构与围岩结合的不紧密性是恶化衬砌受力条件、造成围岩进一步松动、进而造成衬砌裂损的一个重要原因。文章还对直墙式及曲墙式衬砌所受到的不同影响进行了比较分析。认为曲墙式衬砌拱部结构能较好地将内力传递给边墙,由边墙部分承受较大的水平抗力,优化了整体结构的受力,从而降低背后空洞对衬砌结构的影响。通过对计算结果的系统分析和研究,合理解释了实际检测中的问题。

考虑围岩–衬砌切向接触效应的穿越断层隧道结构纵向响应解析解

高烈度地震区断层的存在对工程结构产生严重影响,穿越断层隧道纵向响应有待深入研究。本文采用切向地基弹簧分析围岩–衬砌切向接触效应及隧道结构的轴向变形特征,建立断层错动作用下隧道纵向响应理论模型。首先,隧道被简化成有限长梁,采用切向地基弹簧和法向地基弹簧来体现围岩–衬砌的相互作用,在法向地基弹簧端部施加自由场位移来模拟断层错动,得到隧道结构纵向响应微分方程;通过格林函数法求解获得结构响应解析解;接着采用三维有限差分法对本文解析模型的有效性进行验证。结果表明:围岩–衬砌的切向接触效应对隧道结构的纵向响应存在显著影响,忽略导致得到的结构弯矩峰值误差达到35.33%。最后,探究断层宽度、断层弹性模量和衬砌混凝土等级对隧道纵向响应的影响;随着断层宽度增加,隧道结构内力减小;提高衬砌混凝土等级导致结构内力增大;断层区域围岩弹性模量的增加使得结构的弯矩、剪力减小,轴力增大。研究成果可为穿越断层隧道抗错断设计提供理论依据。

盾构下穿围岩变化接触带时上方地表变化研究

以厦门地铁X号线某区间隧道为背景,对盾构隧道掘进过程中围岩变化接触带上方地表环境受影响的情况进行分析,并尝试寻找隧道掘进中存在的规律,同时,对盾构下穿中风化岩石时地表变化情况进行分析,研究结果对后续施工具有指导意义。

黄土隧道衬砌背后空洞对隧道衬砌结构影响分析

衬砌裂损是隧道病害中常见的问题,也是严重威胁结构安全的一个重要因素。文章针对铁路运营隧道病害的检测结果,对衬砌背后空洞进行平面弹塑性计算分析,得出不同位置、不同大小的空洞以及空洞群对结构各截面受力及位移影响的系统认识,明确提出衬砌结构与围岩结合的不紧密性是恶化衬砌受力条件、造成围岩进一步松动、进而造成衬砌裂损的一个重要原因;还对直墙式及曲墙式衬砌所受到的不同影响进行了比较分析,认为曲墙式衬砌拱部结构能较好地将内力传递给边墙,由边墙部分承受较大的水平抗力,优化了整体结构的受力,从而降低背后空洞对衬砌结构的影响。通过对计算结果的系统分析和研究,合理解释了实际检测中的问题。

云南富宁地区铜镍矿成矿地质条件分析

铜镍是富宁地区主要矿种。成矿母岩为"安定型"基性岩。岩体具有明显的分异现象,自边缘至中心可分成致密状辉绿岩相、中细粒橄榄辉长苏长岩相、中粒辉长苏长岩相、中粒闪长岩相四个相带。铜镍矿主要产于中细粒橄榄辉长苏长岩相中,其次产于中粒辉长苏长岩相中。对富宁地区铜镍矿成矿地质条件进行分析。

甘肃省瓜州钻井沟金矿地质

加里东期石英闪长岩是金矿的矿源层,近东西向区域构造是导矿构造,后期形成的北西向、北东向剪切断裂,是容矿构造,后期岩浆活动形成的汽水热液是金矿运移富集载体。故该矿区为中低温热液石英脉型金矿。

外界压力作用下水工隧洞受力研究

随着经济的发展,水工隧道工程在大规模建设。但水工隧道衬砌结构在外界水压力作用下会发生渗水和开裂等隧洞病害。该研究通过对现状的调研、分析、总结,基于渗流理论编写了描述水工隧道充水过程的计算程序,分析了围岩接触关系、弹塑性、力学等参数对这一过程的影响。结果表明:当衬砌外壁的位移迅速减小接近于零时表示水工隧洞的衬砌和围岩开裂后立即脱开;在整个水工隧洞运行过程中,围岩的弹塑性状态不发生改变;衬砌开裂的主要是通过围岩渗透系数控制的;混凝土等级越高隧洞越难以开裂;相较于钢筋间距,钢筋直径对钢筋环向应力的影响更大。研究旨在通过以上研究结果,为类似水工隧洞工程提供参考依据。