隧道前方溶洞对盾构机掘进影响分析——以大连地铁5号线后后区间工程为例

城市岩溶地质对盾构施工易造成盾构机陷落、故障,溶洞坍塌;针对隧道前方的溶洞对盾构施工影响这一问题,依托大连地铁5号线后后区间工程,基于理论分析和MIDAS GTS数值模拟试验。以地表沉降、洞周变形、塑性区作为分析指标,选取溶洞尺寸、溶洞充填情况、溶洞处理前后对比作为分析工况和盾构掘进至溶洞距离作为变量,分析溶洞对盾构掘进的影响。研究结果表明:当掘进施工靠近溶洞时,洞腰水平变形和靠近掘进面的临空面纵向变形呈现非线性增长且与溶洞大小相关;掘进面与溶洞之间塑性区贯通距离与溶洞大小呈近线性关系,理论计算结果与数值模拟结果较为一致;处理后的溶洞变形得到有效控制,数值模拟结果与实测数据接近。研究结果可为岩溶识别处理和施工提供参考。

改进隧道式锚碇变形破坏机制与安全性研究

隧道锚具有承载力大,造价低,对周边环境影响小等优点。为探究改进新型隧道锚碇与传统重力式锚碇在正常设计缆力和超缆力荷载下力学响应规律,利用有限元方法建立围岩-锚塞体模型,系统监测荷载前后锚塞体的应力、变形及塑性区发展趋势,并结合安全系数对隧道锚承载力进行评估。研究结果表明:新型改进隧道式锚碇与传统重力式锚碇相比承载力提升约5.92%;锚塞体与围岩最优倾角约为30°~40°,改进新型隧道锚的极限承载力约为10倍设计缆力。

抚顺东露天矿露井联采下边坡变形机理研究

抚顺东露天矿在空间上与其下部的老虎台矿和老龙凤矿在平面上存在重叠,在标高上区分,在时间上存在露井联采时期。在野外调查的基础上,通过数值模拟,分析露井联采作用下边坡的变形、受力特征;总结了E8800、E5400南北帮的变形特征;分析了E8800、E5400 2个剖面南帮的稳定性。结果表明:现阶段边坡岩体和地下岩体塑性区基本由井采造成,露采作用下仅在南、北帮局部形成小范围的拉张塑性区;现阶段2个剖面北帮的坡度均不超过10°,但北帮塑性区均十分发育,在露采持续进行的情况下,应重点关注北帮的稳定性情况。

贵州花江北盘江大桥隧道式锚碇基础承载特性研究

以贵州六安高速花江北盘江大桥六枝侧隧道式锚碇为背景,采用数值分析的方式对隧道式锚碇基础进行承载特性研究,模拟围岩体与隧道锚间的相互作用,分析围岩体与隧道锚在缆力作用下的变形和应力,通过隧道锚变位特征、围岩体塑性区分布和锚塞体结构受力等3个方面来综合评价隧道锚基础承载力安全系数。结果表明,隧道锚在正常缆力作用下的变位值为1.5mm,随着缆力增大到4倍正常荷载时,变位值为5.9mm,在6倍~8倍设计缆力作用时隧道锚变位值由毫米级向厘米级量级变化;在6倍设计缆力作用下,围岩界面塑性区显著增加,显现出贯通的趋势,并向深部岩体延伸,在4倍设计缆力作用下,中间岩柱塑性区开始贯通,显现出纵向和横向的贯通塑性区;锚塞体在8倍设计缆力作用下最大主压应力达到13.14MPa,接近C30混凝土轴向抗压强度设计值,同时在4倍设计缆力作用下最大主拉应力达到1.27MPa,接近C30混凝土轴向抗拉强度设计值。北盘江大桥隧道式锚碇基础极限承载力建议取值为4倍设计缆力。

基坑开挖对周围建筑物位移的影响研究

基坑开挖会对周围建筑物结构稳定性产生影响,使周边建筑物产生纵向和横向的附加位移及塑性区。为了确保周边结构物的安全及运营,科学评估基坑开挖对周边建筑物位移的影响是非常重要的。文章采用Druker-Prager准则,用Midas较好的计算了基坑开挖对周围建筑物位移的影响,得出基坑开挖对周边剧院站纵向位移影响一般在-2.00mm左右,在不超过0.15mm范围内上下浮动和基坑开挖产生的塑性区分布范围有限,主要在基坑坡脚部位及岩层层面周围的结论,并丰富了相关工程经验。