引綽濟遼工程遠距離輸水隧洞TBM施工三維數(shù)值模擬

在考慮巖石材料彈塑性的基礎上,采用ansys建立了模擬深埋tbm隧洞結構的三維有限元模型,采用程序的單元生死功能模擬了tbm施工的開挖過程;分析求得了深埋隧洞圍巖變形的分布模式,并且進行了開挖后圍巖的應力分析和管片襯砌的實際受力數(shù)值模擬,分析說明了開挖后圍巖的穩(wěn)定性和襯砌結構的安全性;數(shù)值計算得出的一些有意義結論,對深埋隧洞工程的安全設計和施工、運行具有指導意義。

建立包括雙線盾構隧道、凍土帷幕、聯(lián)絡通道以及泵房在內(nèi)的三維數(shù)值模型,模擬了地層凍結、聯(lián)絡通道開挖和支護的整個過程。分析了聯(lián)絡通道以及泵房開挖對凍土帷幕、初支護和主隧道的影響。從而,確定了初支護及凍土帷幕的受力最不利位置和發(fā)生最大變形的位置,并提出相應的控制指標。

本文采用數(shù)值模擬方法預測由近地三維流動風引起的建筑物的表面風壓。文中運用一種擴展的ｋ－ε紊流封閉模型，導得了穩(wěn)態(tài)流動風的統(tǒng)一形式的控制微分方程。采用控制容積法對微分方程作了離散，ｓｉｍｐｌｅｃ壓力校正迭代算法實現(xiàn)了非線性離散化方程的求解。實例計算與分析比較表明，本文的模擬方法改善了對建筑物側風面和頂面風壓值的預測。

本文采用數(shù)值模擬方法預測由近地三維流動風引起的建筑物的表面風壓。文中運用一種擴展的ｋ－ε紊流封閉模型，導得了穩(wěn)態(tài)流動風的統(tǒng)一形式的控制微分方程。采用控制容積法對微分方程作了離散，ｓｉｍｐｌｅｃ壓力校正迭代算法實現(xiàn)了非線性離散化方程的求解。實例計算與分析比較表明，本文的模擬方法改善了對建筑物側風面和頂面風壓值的預測。

建立水電站進水前池內(nèi)流動的k-ε紊流數(shù)值模型,采用vof方法,對高水頭小流量引水式電站進水前池內(nèi)流場進行了三維數(shù)值模擬。計算得出了沖擊式水輪機在引用設計流量1.94m3/s時前池內(nèi)水流流態(tài),底板壓力分布,及壓力鋼管進口流速分布以及在針閥突然關閉時,前池內(nèi)水面涌高時水面線形狀。數(shù)值計算結果結合常規(guī)理論分析可以為工程設計提供參考。

利用標準k-ε雙方程湍流模型,采用vof法追蹤自由水面,應用瞬態(tài)piso算法求解壓力速度耦合的方法,采用結構化網(wǎng)格并在溢流壩頂進行網(wǎng)格加密,模擬計算了七孔溢洪道流場的三維水力特性,得到了設計工況的泄流能力、水面曲線、速度場。通過物理模型試驗驗證,兩者結果吻合較好。

斷層破碎帶隧道圍巖穩(wěn)定性差,為了解超前小導管注漿加固圍巖的效果,對隧道的開挖過程進行了三維有限元數(shù)值分析,數(shù)值計算結果和隧道拱頂下沉量測結果都證明了所選預加固措施的有效性,保證了斷層破碎帶隧道施工的安全。

以武漢地鐵積玉橋車站盾構始發(fā)段工程為背景,綜合考慮始發(fā)井連續(xù)墻施工、基坑開挖、端頭加固、土體分層、盾構開挖面泥土壓力、盾尾建筑空隙、盾構壁后同步注漿等因素,采用有限差分軟件flac3d模擬始發(fā)段泥水盾構施工。利用現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)對比模擬結果,分析本文提出的三維有限差分模型,驗證了模型的可靠性,分析始發(fā)段盾構施工引起土體的土體擾動規(guī)律。

結合我國西部某地下廠房洞室群區(qū)域地形地質(zhì)條件,采用三維非線性有限元法模擬洞室群分級開挖全過程,揭示了圍巖及結構的應力場、位移場及破壞區(qū)分布規(guī)律,探明了圍巖可能的失穩(wěn)部位和失穩(wěn)方式以及主廠房、壓力管道、尾水調(diào)壓室及尾水洞等主要洞室分級開挖過程中的圍巖變位與穩(wěn)定性,為類似工程的設計與施工提供參考。

大型地下洞室群的施工通風問題是保證安全、加快施工進度的關鍵。傳統(tǒng)的施工通風設計無法掌控真實通風效果,導致資源浪費?；诹黧w力學理論的地下洞室群施工通風三維數(shù)值模擬,能定量分析大型洞室、關鍵節(jié)點或通風洞(井)等的通風效果,為通風方案的設計和優(yōu)化提供依據(jù)。

大水溝隧道是錦屏水電站上線公路的最后一座隧道,最大開挖跨度達16.4m,高跨比僅有0.57,進口段埋深淺且存在偏壓。根據(jù)大跨扁平隧道的受力和變形特點,在施工時采用密排多層小導管注漿超前支護加固圍巖、臺階法開挖并及時進行支護。施工過程的三維數(shù)值模擬結果及隧道變形監(jiān)測結果都表明,所采用的施工方案是合理的,保證了施工安全。

本文通過建立三維有限元模型,對頂管施工引起的地表沉降進行了數(shù)值模擬分析。并對管道埋深和管道直徑兩種因素對地表沉降的影響進行了探討,得出一些有益結論,為采取措施減少地表變形提供了借鑒。

在地鐵聯(lián)絡通道水平凍結法施工過程中,對已建的盾構隧道、地下管線、地表建筑物等都將產(chǎn)生較大影響。以南京地鐵二號線莫愁湖站～漢中門站區(qū)間聯(lián)絡通道及泵房水平凍結法施工為工程實例,采用flac3d進行數(shù)值模擬,對地鐵聯(lián)絡通道施工過程中的凍結溫度場的發(fā)展變化、凍脹融沉引起的地表位移以及凍脹力引起的隧道內(nèi)力和變形等做了詳細的分析,得到了有參考價值的結論,為以后聯(lián)絡通道凍結法施工提供依據(jù)。

研究了雙連拱隧道施工過程中左右洞施工的相互影響、中墻的變形及其控制問題。其方法為將隧道施工工序分為20步;利用ansys程序?qū)λ淼赖膰鷰r、中墻的變形、受力變化過程進行了三維有限元仿真分析,得到了右洞開挖對左洞圍巖位移的影響范圍約為開挖面前后3b(b為單洞開挖跨度,為12m)。右洞施工時,開挖面后方的中墻產(chǎn)生整體向左的偏轉,墻身中部向左側鼓出,基部右趾向上抬起。中墻側的回填有效地抑制了中墻的變形,所以施工時中墻側必須回填密實。為了控制中墻的變形,兩開挖面間距應小于2.5b～3.0b。

以金麗溫高速公路二期工程里東隧道為工程背景,采用有限元法對溫州端洞口段40m連拱隧道進行了施工全過程三維數(shù)值模擬,得出了地層及地表在施工全過程中的沉降分布規(guī)律與大小,并與1/20的實物相似模型試驗進行對比,提出了連拱隧道施工全過程地層沉降變化規(guī)律與施工中應重點關注的區(qū)域,對實際工程進行直接指導并為同類工程提供參考

頂管施工引起的周圍土體變形會對相鄰建筑物造成危害,文中結合廣州地區(qū)實例,通過建立三維有限元力學模型,對頂管施工引起的地表沉降進行數(shù)值模擬分析,理論值與實測值具有較好的一致性,同時對地層損失、管道埋深、管道直徑和管體材料各因素對地表沉降的影響進行探討,得出一些結論,可為實際施工提供參考。

革鎮(zhèn)堡隧道是遼寧省的重點建設工程,其中破碎段巖體地質(zhì)條件復雜,傳統(tǒng)方法不能很好地反映其力學行為。針對上述問題,在建立大規(guī)模的復雜地質(zhì)結構的數(shù)值網(wǎng)格基礎上,采用三維巖土工程軟件flac3d,分別根據(jù)無支護、初次支護和二次支護3種情況,4m一個步長,分為上下兩臺階對該段隧道的分步動態(tài)施工過程進行了三維數(shù)值模擬。通過對位移場、應力場的演化情況和塑性區(qū)分布的模擬計算,分析了開挖支護動態(tài)過程的復雜力學行為。計算結果顯示,位移與監(jiān)測數(shù)據(jù)比較一致,現(xiàn)有的二次支護方案能夠保證圍巖的穩(wěn)定性。數(shù)值模擬的結果對于該段隧道的施工具有指導意義。

采用simple算法、kε-ap模型和混合四面體非結構網(wǎng)格在笛卡爾坐標系中對離心式污水泵內(nèi)部流場進行了數(shù)值模擬,得出了污水泵內(nèi)固體顆粒的流動規(guī)律以及固體顆粒的分布特征,為離心式污水泵的優(yōu)化設計提供理論參考。

傳統(tǒng)采暖房內(nèi)熱環(huán)境的三維數(shù)值模擬——為了分析傳統(tǒng)散熱器采暖房內(nèi)的熱利用效果，在抽象物理模型基礎上，建立散熱器采暖房內(nèi)熱環(huán)境的三維數(shù)值模型，模擬傳統(tǒng)采暖房內(nèi)的熱環(huán)境，基于新型采暖熱舒適性標準分析散熱器安裝位置對采暖房內(nèi)熱環(huán)境的影響．結果表明，...

深基坑開挖變形的三維數(shù)值模擬研究——采用三維快速拉格朗日差分分析方法(fastl~grangiananalysisofcontinua3d)將南京a、b大廈支護結構(懸臂支護結構、單層支點混合支護結構、鉆孔灌注樁連拱支護結構)與一定范圍內(nèi)的土體(長、寬、高)作為一個整體，結合基...

強夯加固回填土地基的三維數(shù)值模擬——針對回填土地基，基于abaqus有限元軟件，采用大變形幾何非線性三維有限元方法對強夯加固效果進行了數(shù)值模擬。分析中考慮每一次夯擊引起的塑性變形，確定前次夯擊后土體塑性區(qū)開展的形狀，并調(diào)整塑性區(qū)的土性參數(shù)，以此作為...

軟土地基上建筑物沉降的三維數(shù)值模擬分析——受場地地質(zhì)條件的限制，很多建筑物采用高壓縮性的軟土作為天然地基，軟土地基的不均勻沉降會威脅到結構的安全。不均勻沉降受上部荷載、結構剛度以及土層的不均勻性等因素的影響，傳統(tǒng)的分層總和法不能全面地考慮這些...