FLAC3D土艙壓力波動對盾構(gòu)隧道開挖的影響研究

通過采用mohr-coulomb彈塑性屈服準(zhǔn)則,建立三維有限元數(shù)值模型,系統(tǒng)研究盾構(gòu)隧道開挖引起的鄰近單樁工作性狀的變化規(guī)律。數(shù)值模擬結(jié)果表明,當(dāng)隧道在距樁軸線0.5倍隧道直徑的范圍內(nèi)推進(jìn)時,鄰近單樁水平位移、彎矩、軸力的變化最為明顯;當(dāng)樁端位于隧道拱底深度上方時,盾構(gòu)隧道開挖對鄰近單樁變形影響較大,而當(dāng)樁端超過隧道拱底深度時,鄰近單樁內(nèi)力受開挖影響較大。

經(jīng)與離心試驗(yàn)結(jié)果對比分析,驗(yàn)證了應(yīng)用數(shù)值模擬研究盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基影響是可靠的。通過采用mohr-coulomb彈塑性屈服準(zhǔn)則,建立三維有限元數(shù)值模型,研究軟土地區(qū)盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基的影響規(guī)律。數(shù)值模擬結(jié)果表明,開挖導(dǎo)致群樁中前排樁變形及內(nèi)力均大于后排樁,且同排樁水平位移、彎矩和軸力沿樁身分布幾乎重合;與同位置單樁相比,群樁中各樁水平位移稍大,而沉降則更小;前排樁最大彎矩與同位置單樁相差不大,而后排樁最大彎矩稍大于同位置單樁,前、后排樁最大軸力均大于同位置單樁。

盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基影響數(shù)值分析——經(jīng)與離心試驗(yàn)結(jié)果對比分析，驗(yàn)證了應(yīng)用數(shù)值模擬研究盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基影響是可靠的。通過采用mohr—coulomb彈塑性屈服準(zhǔn)則，建立三維有限元數(shù)值模型，研究軟土地區(qū)盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基的影響規(guī)律。數(shù)值模擬結(jié)果...

通過理論分析與有限元數(shù)值模擬相結(jié)合,研究盾構(gòu)隧道開挖引起地表變形及對鄰近樁基的擾動影響,得到不同情況下開挖面推進(jìn)引起樁基頂部沉降、樁身水平位移的敏感距離。針對上海地區(qū)軟黏土強(qiáng)度低、壓縮大、滲透系數(shù)小等問題,在不考慮樁基時盾構(gòu)隧道開挖引起的地表沉降,對比理論公式計(jì)算得到了相似的沉降曲線。利用有限元軟件midasgts數(shù)值模擬分析樁基軸線距隧道中心線之間的距離對不同樁身長度的影響,通過改變相同樁長下樁基距隧道中心線距離,驗(yàn)證樁基頂部沉降、樁身水平位移的敏感距離,為實(shí)際工程施工提供一定的指導(dǎo)意義。

通過理論分析與有限元數(shù)值模擬相結(jié)合,研究盾構(gòu)隧道開挖引起地表變形及對鄰近樁基的擾動影響,得到不同情況下開挖面推進(jìn)引起樁基頂部沉降、樁身水平位移的敏感距離.針對上海地區(qū)軟黏土強(qiáng)度低、壓縮大、滲透系數(shù)小等問題,在不考慮樁基時盾構(gòu)隧道開挖引起的地表沉降,對比理論公式計(jì)算得到了相似的沉降曲線.利用有限元軟件midasgts數(shù)值模擬分析樁基軸線距隧道中心線之間的距離對不同樁身長度的影響,通過改變相同樁長下樁基距隧道中心線距離,驗(yàn)證樁基頂部沉降、樁身水平位移的敏感距離,為實(shí)際工程施工提供一定的指導(dǎo)意義.

以某工程地下空間基坑開挖為背景,建立了flac3d有限元模型,分析了基坑開挖對鄰近建筑物的影響,通過對有支護(hù)條件基坑開挖與無支護(hù)條件基坑開挖的數(shù)值模擬分析,得出了一些有參考意義的結(jié)論。

建筑排水管道中的壓力波動是影響建筑排水系統(tǒng)通水能力的關(guān)鍵因素。簡要描述了排水橫干管中的水流運(yùn)動狀態(tài)及壓力分布狀況,并且通過模型試驗(yàn)研究了排水負(fù)荷對排水橫干管不同位置處壓力波動的影響。研究表明,排水過程中排水橫干管中產(chǎn)生壓力波動,引起直接連接在排水橫干管處衛(wèi)生器具的水封損失,進(jìn)而影響通水能力。因此,在今后的建筑排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究中應(yīng)給予一定的重視。

在理論分析和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析了存水彎構(gòu)造對水封抵抗壓力波動能力的影響,得出了改進(jìn)存水彎的構(gòu)造能夠?qū)λ獾挚箟毫Σ▌幽芰τ酗@著提高的結(jié)論。

利用所研制的預(yù)測列車進(jìn)入隧道時引起的列車和隧道環(huán)狀空間的壓力波動軟件,計(jì)算了流線型列車及隧道主要參數(shù)對環(huán)狀空間3s內(nèi)最大壓力變化的影響。結(jié)果顯示所有影響因素中,速度和阻塞比對壓力變化的影響最大。得出單線隧道單列列車通過時,在速度不大于250km·h-1,3s內(nèi)最大壓力變化與列車速度的平方成正比,但速度超過250km·h-1時,壓力對速度的依賴關(guān)系有所緩和。分析認(rèn)為在3s內(nèi)最大壓力變化隨阻塞比非線性地變化。研究表明列車長度對頭部壓力變化的影響較小,但對尾部壓力變化有明顯影響;隧道內(nèi)會車壓力波在3s內(nèi)變化量隨會車位置不同有明顯區(qū)別,兩列車在隧道長三分之一處交會最為不利。

針對盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基礎(chǔ)的影響這一城市地下交通隧道建設(shè)中的難題,首先對盾構(gòu)隧道開挖的三維數(shù)值模擬方法進(jìn)行了探討,此基礎(chǔ)上分析了當(dāng)隧道與鄰近單樁基礎(chǔ)之間相對位置不同時,隧道開挖對樁的影響及其規(guī)律,并與已有的現(xiàn)場監(jiān)測及模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比,對其機(jī)理進(jìn)行了探討.研究表明:樁的端承力和側(cè)摩阻力的變化趨勢和隧道位置密切相關(guān);當(dāng)隧道位于樁正下方時,樁端承力持續(xù)減小,側(cè)摩阻力增大,較小的地層損失就能導(dǎo)致樁端承力喪失;當(dāng)隧道位于樁旁側(cè)一定水平凈距離(約半倍隧道直徑)外時,隧道開挖將導(dǎo)致樁端承力不斷增大,側(cè)摩阻力減小,甚至產(chǎn)生負(fù)摩阻力;當(dāng)隧道位于樁側(cè)中部深度時,還將引起較大的樁身彎矩;隨著隧道與樁之間水平距離的增加,隧道開挖帶來的影響也迅速降低.

本研究旨在減少江聯(lián)外輸系統(tǒng)外輸壓力及壓力波動幅度對輸油管網(wǎng)的影響,保證輸油管網(wǎng)安全運(yùn)行和外輸系統(tǒng)正常生產(chǎn)。

應(yīng)用flac3d,通過改變受注圍巖體的力學(xué)性質(zhì),研究注漿后隧道及圍巖體開挖時的應(yīng)力分布規(guī)律以及地表沉降情況.模擬結(jié)果與工程實(shí)際對比分析表明,注漿后加固體對于開挖隧道具有棚護(hù)作用,加固體兩側(cè)為應(yīng)力集中區(qū);按270°布置注漿孔,開挖引起沉降值最小,為22.3mm,實(shí)際工程監(jiān)測值為27.1mm,應(yīng)用flac3d進(jìn)行注漿效果事前分析是可行的;計(jì)算值與實(shí)際值存在偏差與注漿施工的理想化有關(guān),注漿時,應(yīng)該逐漸增加注漿壓力,并根據(jù)注漿終壓和注漿量共同判斷是否結(jié)束注漿,從而保證注漿質(zhì)量.

為了研究掘進(jìn)過程中盾構(gòu)隧道開挖面附近土體的穩(wěn)定性,假設(shè)土體為純粘性土,且為理想彈塑性材料,服從摩爾-庫侖屈服準(zhǔn)則,參照矩形基礎(chǔ)承載力問題的三維hill機(jī)構(gòu),建立了盾構(gòu)隧道開挖面土體處于主動、被動極限平衡狀態(tài)下的破壞模式。從塑性極限分析上限法的基本原理出發(fā),推導(dǎo)出三維盾構(gòu)隧道開挖面極限支護(hù)壓力上限解的計(jì)算公式。結(jié)合某算例,討論了三維盾構(gòu)隧道開挖面主動、被動極限支護(hù)壓力上限解與平面應(yīng)變上限解的關(guān)系,以及開挖面極限支護(hù)力與土體粘聚力、h/d的相互關(guān)系。研究結(jié)果表明:三維盾構(gòu)隧道開挖面主動極限支護(hù)力要比平面應(yīng)變上限解小,而被動極限支護(hù)力要比平面應(yīng)變上限解大;隨著粘聚力的增加,三維盾構(gòu)隧道主動、被動極限支護(hù)力與平面應(yīng)變上限解的差別也逐漸增大;盾構(gòu)隧道開挖面主動、被動極限支護(hù)力的上限解均隨h/d的增大而增大,且h/d越大,盾構(gòu)隧道開挖面主動、被動極限支護(hù)力隨土體粘聚力的變化速率也越快。

flac3d模擬基礎(chǔ)開挖 在已知基礎(chǔ)中開挖一2m×4m×5m的基坑，進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析。 建模及命令語句如下： ;簡單的隧道開挖方法 ;第一步：初始模型的建立 ;建立網(wǎng)格 genzonebricksize688 ;建立矩形的網(wǎng)格區(qū)域，其大小為6×8×8 ;指定材料的性質(zhì) modelmohr ;采用摩爾-庫侖模型 propbulk1e8shear0.3e8 ;模型的材料性質(zhì)：體積模量、剪切模量 propfric35coh1e3tens1e3 ;摩擦角、粘聚力、抗拉強(qiáng)度 ;設(shè)置全局參數(shù) setgrav0,0,-9.81 ;設(shè)置重力加速度，z坐標(biāo)正方向?yàn)檎?，故?9.81 inidens2000 ;初始密度為2000 ;設(shè)置初始邊界情況 fixxrangex-0.10.1 ;在x方向上固定x=0邊界

通過優(yōu)化楔形滑塊傾角并考慮滑塊側(cè)面土體抗剪強(qiáng)度的影響,對現(xiàn)有三維梯形楔形體模型進(jìn)行改進(jìn),建立了一種盾構(gòu)隧道開挖面極限支護(hù)壓力的三維極限平衡計(jì)算模型。推導(dǎo)了極限支護(hù)壓力的計(jì)算公式,并通過優(yōu)化分析得到了其最優(yōu)解。通過優(yōu)化得到的滑塊傾角隨隧道埋深增加略有減小,隨土體內(nèi)摩擦角φ增大而增大,且高于通過π/4+φ/2得到的值。對土體內(nèi)摩擦角和隧道埋深對極限支護(hù)壓力計(jì)算值的影響進(jìn)行了分析,結(jié)果表明隧道埋深對極限支護(hù)壓力計(jì)算結(jié)果的影響遠(yuǎn)小于土體的內(nèi)摩擦角,且當(dāng)土體內(nèi)摩擦角較大或隧道深埋時,支護(hù)壓力值幾乎不受隧道埋深的影響。通過對離心模型試驗(yàn)結(jié)果的理論預(yù)測表明所建模型是合理的,并優(yōu)于現(xiàn)有的三維楔形體模型計(jì)算結(jié)果。

文章依托常州市軌道交通1號線一期工程新區(qū)公園站～黃河路站區(qū)間下穿燕興小區(qū)建筑物,研究了地鐵盾構(gòu)隧道開挖對鄰近建筑物的影響,根據(jù)建筑物的安全控制標(biāo)準(zhǔn)和有限元數(shù)值計(jì)算結(jié)果,對燕興小區(qū)建筑物的安全狀態(tài)進(jìn)行了判定,并制定了相關(guān)的安全控制措施,確保建筑物的安全正常使用.

盾構(gòu)隧道開挖對既有建筑物沉降分析

在以同位網(wǎng)格為基礎(chǔ)的簡單流場壓力計(jì)算中,通常采用動量插值方法來平抑流場中的壓力波動現(xiàn)象;但是對于建筑風(fēng)場等復(fù)雜的鈍體繞流問題,由該平抑方法得到的收斂風(fēng)壓場仍可能存在小幅波動。為徹底解決同位網(wǎng)格格式下的壓力波動,除采用動量插值方法外,本文提出了在壓力校正方程的界面流速中添加壓力梯度差值項(xiàng)的方法。算例分析表明,該方法計(jì)算得到的建筑風(fēng)壓場完全避免了壓力波動現(xiàn)象,風(fēng)壓解與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。

地漏是排水系統(tǒng)中至關(guān)重要的排水配件,其構(gòu)造和性能對室內(nèi)衛(wèi)生和人們的身心健康有重要的影響。本文在分析地漏水封抗壓力波動性的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)了地漏存在的相關(guān)問題,最后提出提高地漏性能的相關(guān)建議。

盾構(gòu)隧道開挖引起的地表沉降規(guī)律——地表沉降值是衡量開挖方式是否合適的關(guān)鍵指標(biāo),因此監(jiān)測和預(yù)測地表沉降有重要的實(shí)際意義。在文中,根據(jù)對盾構(gòu)法開挖隧道引起的地表沉降監(jiān)測資料,做出了觀測斷面中心點(diǎn)的速度直方圖和觀測斷面中心點(diǎn)位移隨盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)的位移變化...

ansys12.0中的cpt215單元在solid45單元的基礎(chǔ)上；加入了節(jié)點(diǎn)水壓自由度；使得土體滲透問題可以脫離傳統(tǒng)的熱量傳遞問題直接進(jìn)行數(shù)值模擬；biot從連續(xù)介質(zhì)的基本方程出發(fā)；推導(dǎo)出了能準(zhǔn)確反映孔隙水壓力消散與土體骨架變形相互關(guān)系的三維固結(jié)方程；基于biot三維固結(jié)理論；利用ansys12.0的cpt215單元；對盾構(gòu)隧道開挖引起的超孔隙水壓力的消散過程進(jìn)行數(shù)值模擬；并研究由于超孔隙水壓力消散引起的地表固結(jié)沉降；基于上海地鐵2號線的開挖；將數(shù)值模擬的結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測到的規(guī)律進(jìn)行比較(包括超孔隙水壓力的消散過程和地表固結(jié)沉降歷程)；對超孔隙水壓力區(qū)域數(shù)值、消散過程、地表固結(jié)沉降歷程等進(jìn)行分析；

土壓平衡盾構(gòu)在高水壓砂層中掘進(jìn)時,施工措施不當(dāng)會使開挖面發(fā)生涌水涌砂險(xiǎn)情,進(jìn)而引起較大的地表沉降,土體下沉?xí)沟霉芷瑖?yán)重變形,威脅施工人員的生命安全。以武漢地鐵7號線小東門至武昌火車站盾構(gòu)區(qū)間為研究背景,通過建立精細(xì)化數(shù)值模型,考慮水土流固耦合作用,研究土壓平衡盾構(gòu)在砂土層中掘進(jìn)時開挖面涌水對地表沉降及管片和螺栓內(nèi)力的影響。結(jié)果表明:開挖面涌水量與地表沉降呈線性關(guān)系,與管片螺栓內(nèi)力呈非線性增長關(guān)系,較大的涌水量使隧道拱頂處發(fā)生嚴(yán)重的擠壓變形,進(jìn)而引起管片破損及螺栓屈服。因此,當(dāng)開挖面發(fā)生涌水涌砂險(xiǎn)情時,為防止地表嚴(yán)重下沉及管片破損,應(yīng)盡快采取緊急措施減小涌水量。