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基坑开挖卸荷导致土体应力场和地下水渗流场发生改变.为了分析止水帷幕对地下水渗流的影响,选取典型的基坑计算模型,利用FLAC3D对止水帷幕作用下基坑开挖过程进行三维流固耦合计算.分析得出基坑开挖过程中孔隙水压力、渗流场的速度特征、地表沉降量、坑底隆起量等的变化规律.结果表明,加宽止水帷幕的宽度,加深插入深度可以有效地控制这些地下水的不利因素,降低基坑开挖对周围环境的影响. 相似文献
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薛健 《河北能源职业技术学院学报》2009,9(3):74-77
建立一种土钉墙的优化设计模型,并编制优化设计程序;同时提出土钉长度和直径变化与最危险滑移面位置改变的动态关联思想,程序模拟动态变化自动搜索最不利滑移面位置;并且模拟土钉墙开挖施工过程,分级验算基坑稳定性,避免因设计过程中只验算基坑最终开挖深度稳定性而忽略开挖过程中的稳定性验算导致的施工过程失稳破坏。 相似文献
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深埋圆形富水隧道应力与位移的弹塑性解 总被引：1，自引：0，他引：1
研究目的：推导获得深埋圆形富水隧道应力场与位移场分布的弹塑性解析解。创新要点：皋于弹性力学厚壁圆筒受均布压力的拉姆解答和Mohr—Coulomb屈服条件,推导了考虑渗流作用和应力释放时含衬砌深埋隧道的弹塑性解,并采用FLAC3D有限差分程序验证了其正确性。研究方法：通过理论分析建立考虑渗流作用和应力释放的含衬砌深埋圆形隧道的解析模型（图1）,然后推导了基于Mohr-Coulomb屈服准则的隧道同岩与衬砌渗流场、位移场和应力场计算的弹塑性解析公式,并通过数值模拟程序（图2）验证了推导公式的正确性。重要结论：基于前人研究皋础,推导获得了深埋富水隧道应力与位移场分布的理论解析解,并通过数值模拟方法验证了其正确性。该解析解一方面可以用于深埋高水头隧道的预设计,如预测隧道周围的水压力、应力场和位移场分布规律,另一方面可用于校核大型复杂数值模型的正确性。 相似文献
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研究目的:推导获得深埋圆形富水隧道应力场与位移场分布的弹塑性解析解。创新要点:基于弹性力学厚壁圆筒受均布压力的拉姆解答和Mohr-Coulomb屈服条件,推导了考虑渗流作用和应力释放时含衬砌深埋隧道的弹塑性解,并采用FLAC3D有限差分程序验证了其正确性。研究方法:通过理论分析建立考虑渗流作用和应力释放的含衬砌深埋圆形隧道的解析模型(图1),然后推导了基于Mohr-Coulomb屈服准则的隧道围岩与衬砌渗流场、位移场和应力场计算的弹塑性解析公式,并通过数值模拟程序(图2)验证了推导公式的正确性。重要结论:基于前人研究基础,推导获得了深埋富水隧道应力与位移场分布的理论解析解,并通过数值模拟方法验证了其正确性。该解析解一方面可以用于深埋高水头隧道的预设计,如预测隧道周围的水压力、应力场和位移场分布规律,另一方面可用于校核大型复杂数值模型的正确性。 相似文献
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研究目的：本文通过研究泥水在地层中的劈裂和伸展现象,给出一种地层劈裂抗力的测定方法,从而为泥水盾构掘进过程中泥水压力设定提供参考,防止盾构掘进过程中泥水喷发现象的发生。创新要点：1.给出了地层劈裂抗力的测定方法,并通过现场试验和理论分析得出该方法是可靠的;2.建立了考虑泥水粘性和比重的地层劈裂伸展模型,该模型对现场试验结果有较好的预测;3.结合地层劈裂抗力和泥水劈裂伸展特性给出了盾构掘进过程中泥水压力的设定上限。研究方法：基于现场泥水劈裂试验,通过试验结果分析和理论分析,建立了劈裂压力和劈裂伸展压力的计算模型。通过泥水和地层参数对计算模型的影响分析,给出泥水盾构掘进过程中泥水配比和压力设定选择建议。重要结论：1.本文描述的现场泥水劈裂仪可以用于地层劈裂抗力的测定;2.使用总应力法的劈裂模型能够很好的预测地层的初始劈裂压力;3.考虑泥水粘性和比重的地层劈裂伸展模型对现场试验结果有较好的预测;4.在劈裂伸展的过程中,具有更大比重和粘性的泥水有利于阻止劈裂的进一步伸展,但是对初始劈裂压力的影响不大。5.在实际盾构掘进过程中,泥水劈裂发生后很难阻止其伸展。因此,防止泥水喷发的关键措施在于设定泥水压力上限防止泥水劈裂。 相似文献
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《浙江大学学报(A卷英文版)》2014,(7)
研究目的:本文通过研究泥水在地层中的劈裂和伸展现象,给出一种地层劈裂抗力的测定方法,从而为泥水盾构掘进过程中泥水压力设定提供参考,防止盾构掘进过程中泥水喷发现象的发生。创新要点:1.给出了地层劈裂抗力的测定方法,并通过现场试验和理论分析得出该方法是可靠的;2.建立了考虑泥水粘性和比重的地层劈裂伸展模型,该模型对现场试验结果有较好的预测;3.结合地层劈裂抗力和泥水劈裂伸展特性给出了盾构掘进过程中泥水压力的设定上限。研究方法:基于现场泥水劈裂试验,通过试验结果分析和理论分析,建立了劈裂压力和劈裂伸展压力的计算模型。通过泥水和地层参数对计算模型的影响分析,给出泥水盾构掘进过程中泥水配比和压力设定选择建议。重要结论:1.本文描述的现场泥水劈裂仪可以用于地层劈裂抗力的测定;2.使用总应力法的劈裂模型能够很好的预测地层的初始劈裂压力;3.考虑泥水粘性和比重的地层劈裂伸展模型对现场试验结果有较好的预测;4.在劈裂伸展的过程中,具有更大比重和粘性的泥水有利于阻止劈裂的进一步伸展,但是对初始劈裂压力的影响不大。5.在实际盾构掘进过程中,泥水劈裂发生后很难阻止其伸展。因此,防止泥水喷发的关键措施在于设定泥水压力上限防止泥水劈裂。 相似文献
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浅谈泡沫技术在土压平衡盾构中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
土压平衡盾构是软土地区地铁隧道施工的主要方法之一.但是盾构在穿越流塑性差、含水量高、渗透系数大的砂性土层时,存在土体受扰动发生液化,推进速度慢、刀盘形成"干饼"等一些技术难题.使用泡沫不仅有利于保持开挖面土压力平衡,而且机械负荷及刀盘扭矩能够明显减少,解决施工难题,并保证开挖面的稳定和砂性流塑的优点. 相似文献
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《浙江大学学报(A卷英文版)》2021,(4)
目的:盾构掘进引起施工期土体变形的关键影响因素是施工荷载和土体损失。结合曲线盾构隧道施工特点,本文旨在推导由土体损失及施工荷载(开挖面附加推力、盾壳与土体间摩擦力和盾尾注浆压力等)引起的地层竖向变形的计算公式,并研究隧道曲率半径对地层沉降的影响。创新点:1.通过建立曲线盾构隧道掘进模型,推导出三维土体损失引起土体变形的理论公式;2.通过改写Mindlin解,提出作用在空间曲面上的面分布力引起土体变形的理论公式。方法:1.基于半无限体中任意单位空隙变形引起土体变形的镜像法原理,并根据实际三维空间域的积分思想,分别对盾尾处及开挖面处土体损失引起的土体竖向变形进行推导计算;2.基于改写的Mindlin解,推导并计算曲线盾构隧道施工时各施工荷载引起的土体竖向变形;3.与现场监测、数值模拟及已有文献的结果进行对比,验证所提方法的可靠性。结论:1.盾尾整合间隙、摩擦力、注浆压力和开挖面附加推力引起的曲线隧道轴线上方土体的竖向变形曲线不再像直线隧道一样关于隧道轴线对称。2.由于曲线盾构隧道掘进时超挖的需要,各影响因素下总的地表沉降值及横向沉降槽范围都比直线隧道大。3.随着土体深度的增大,各影响因素引起的土体竖向变形的峰值有所增大;总的沉降峰值和偏移量均随隧道曲率半径的减小而增大。 相似文献
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目的：传统的主动土压力计算方法在考虑土体抗拉强度时的假设不合理,具有明显的局限性。本文考虑土体剪切屈服和拉伸破坏准则,不假设滑裂面形态,并基于墙后填土主动极限平衡条件与变分极值原理,提出刚性挡土墙的地震和静态主动土压力的一般解析解,确定相应于墙体可能运动模式的主动土压力合力值及其作用点的变化范围。创新点：1.采用变分法,建立同时考虑土体剪切和拉伸破坏的刚性挡土墙地震和静态主动土压力的紧凑解析解;2.确立相应于墙体平动和转动复合运动模式的刚性挡土墙主动土压力的可能变化范围,以及其合力作用点的合理范围;3.揭示13个基本参数对主动土压力的影响规律,并定量确定剪切-拉裂复合模式的滑裂面形态以及作用于滑裂面上的法向应力。方法：1.基于刚性挡土墙后侧土体的主动极限平衡状态,通过拟静力法引入等效地震力,并根据拉格朗日乘子法和变分极值原理,建立考虑土体剪切与拉裂破坏的地震（含静态）主动土压力的隐式求解方程;2.运用MATLAB中的fsolve函数,通过叠代计算与精度控制,得到主动土压力的计算结果。结论：1.所提方法算得的地震和静态主动土压力,与试验及理论结果具有较好的一致性,且本方法的适用性更为广泛... 相似文献
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天然岩体中存在着大量的孔隙和裂隙。这些缺陷不但大大改变了岩体的力学性质（变形模量及强度参数降低、岩体呈各向异性等）,也严重影响了岩体的渗透特性。裂隙岩体的渗流场受应力环境的影响很大,而渗流场的改变反过来又对应力场产生影响．这种相互影响称之为渗流应力耦合作用。在裂隙岩体中进行隧道开挖,由于开挖卸荷一方面使地下水排泄有了新的通道,加速了水循环,破坏了原有的补给一运移一排泄系统的平衡;另一方面,造成围岩应力重新分布,部分结构面由于增压闭合,导致部分岩体卸荷松弛或产生剪切滑移,人为破坏了原有的地下水渗流条件,使得隧洞自身成为地下水以不同形式（渗出、滴流、股流及大范围突水等）向外排泄的地下廊道,形成突水灾害。 相似文献
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针对沿海地区滨水挡土墙在海啸和地震联合作用下易发生被动破坏的问题,结合极限分析上限法和拟静力法确定地震荷载,研究了海啸作用下滨水挡土墙的抗震滑动稳定性。通过建立墙体滑动与破坏区土楔体整体滑动的墙-土系统及速度容许场,推导出水平地震加速度系数（kh）的表达式。分析了海啸、海平面与地下水高度及墙-地和墙-土摩擦角对地震屈服加速度系数的影响。结果表明,控制地下水位在适当高度并增大墙-土摩擦角可以有效提高滨水挡土墙的抗震滑动稳定性。与经典极限平衡理论相比,该方法考虑了土体的塑性流动及挡土墙的位移模式,且无需计算地震被动土压力的值。 相似文献
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在原岩应力,地下水,地质构造和煤层扰动等因素的基础上,根据煤层底板含水层水压不均匀的特点,从渗流场与应力场共同作用的角度出发,建立了底板含水层非均布水压力学模型和倾向条状带的流固耦合模型。根据弹塑性理论求得煤层底板突水的极限水压力的弹性理论解和塑性理论解。运用FLAC3D数值模拟软件对采动工作面底板进行流固耦合数值模拟,分析了采动煤层底板的破坏特征和渗流特性。重点模拟工作面推进过程中非均布水压作用下底板的变形,破坏区域,孔隙水压力的变化等,得出非均布水压力对隔水岩层的破坏影响明显小于均布水压的重要认识。 相似文献
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针对尾矿库、垃圾填埋场底部土层受荷后的力学变形特性,以及考虑土体固结变形与重金属污染物运移转化模式、途径的不确定性与模糊性,通过分析国内外有关污染物运移模型,以及考虑土体固结变形与重金属污染物运移耦合模型的研究现状,指出现阶段研究中存在的不足,并提出考虑土体固结变形与重金属污染物运移转化相互耦合时应加强考虑传输介质间的非均相、非线性,建立综合考虑应力场、渗流场、浓度场、化学场,以及双电层引力场的重金属污染物运移转化模型,特别是在特殊土(如膨胀土、红黏土等)中建立土体固结变形与重金属污染物运移耦合模型以及计算方法,是今后研究工作的研究重点与发展方向。 相似文献
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李彦民 《福建工程学院学报》2019,(6):539-544
为研究地面线路运营对下穿盾构隧道结构的影响规律,基于相似比理论建立室内大型试验模型,模拟上部列车荷载作用下土层及其内部盾构隧道结构的受力变形过程,总结变形规律。结果表明,模型试验能够较好地反映外部荷载影响下土层以及内部盾构隧道结构的受力和变形特性;地表列车荷载在土层传递过程中,同一层面上沿地面线路方向的土压力大于两侧土压力,远离线路的地层受列车荷载影响相对较小,同一竖向截面土压力变化量由上至下逐渐减小,即外部荷载对浅层土的影响明显大于深层土;盾构隧道在地表列车行驶过程中,环向出现背车面受拉迎车面受压的受力特性,呈斜向压扁,纵向应变从中间交叉点向盾构隧道两侧逐渐减小,呈下凹压弯;盾构隧道埋深越小,受地表荷载影响越显著,增大一倍埋深对应纵向应变最大值减小约44.5%。 相似文献
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<正>一、习题设计上天有神州,下海有蛟龙,人地有盾构。盾构机,全名盾构隧道掘进机,开挖、排土、出渣、支护、衬砌、封固,隧道主体结构一次成型,将传统隧道掘进效率提升10倍。“京华号”是由中国铁建重工集团、中铁十四局集团联合研制的16 m级超大直径盾构机,如图1所示,其刀头涂装红色京剧脸谱,代表着忠勇义烈, 相似文献
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基于Gibson土建立平行双孔隧道的三维实体结构计算模型,考虑衬砌与周围土体的共同作用,并在盾构开挖面处施加表面力以模拟切削刀盘的推进力效应,分析平行双孔隧道同步开挖及不同滞后距离异步开挖时隧道相互作用所引起的周边土体变形及收敛形式。研究表明,平行双孔隧道异步开挖时,滞后距离对超前开挖隧道周围的竖直沉降影响微小,而对后挖隧道断面竖直沉降以及左右隧道水平位移的影响较大;随两隧道间距的增加,开挖时相互的影响会随之减小。 相似文献
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穿越杭埠河管道工程诱发管涌可能性评价 总被引：1，自引：0，他引：1
吴寿宝 《铜陵职业技术学院学报》2008,7(3):61-62
依据区域水文地质条件,结合工程地质勘察,建立管道穿越杭埠河的水文地质条件概念模型;利用modflow软件,建立问题的数值模拟模型。通过对地下水流场的数值模拟,了解地下水渗流非稳定流场的数理特征,分析地下水非稳定渗流过程;在上述模拟的基础上,根据地下水流场中地下水最大渗流速度,对工程有无可能诱发管涌进行尝试性定量评价。 相似文献
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《大连大学学报》2017,(3):16-22
深基坑开挖降水过程中,坑内外压力差可能引起严重的工程事故。本文通过有限元软件MIDAS/GTS,采用渗流应力耦合理论及摩尔库伦模型,结合某桩锚复合支护深基坑工程实例建立三维有限元模型分析了该深基坑工程的变形情况,并与不考虑耦合的基坑变形情况进行对比,主要包括锚杆轴力图、桩剪力图与弯矩图、基坑地表沉降、坑底回弹、侧向位移等。结果表明:在两种不同的有限元模拟条件下基坑变形形态基本一致;总的来说,流固耦合分析引起的基坑变形小于不考虑耦合分析的基坑变形,支护结构的受力变形也较小,更接近实际情况。考虑地下水流固耦合分析对基坑变形的影响不容忽视,对实际工程的设计优化有一定的参考意义。 相似文献