開挖過程及樁錨間距對遮簾式支擋結(jié)構(gòu)影響數(shù)值模擬分析

為研究多孔噴頭孔間距對射流特性的影響,采用fluent軟件中的標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型并結(jié)合壓力隱式分裂算子(piso)算法對噴頭的雙孔射流在不同孔間距及不同壓強下的速度分布展開研究,并對結(jié)果進(jìn)行了對比分析.研究表明:卷吸現(xiàn)象的存在對射流的發(fā)展起到很大的作用,影響卷吸效應(yīng)的兩個關(guān)鍵因素是射流出口速度和噴孔之間的距離.

根據(jù)通渝公路隧道進(jìn)口偏壓段臺階分部法施工的特點,采用有限元方法對其動態(tài)開挖過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析,以指導(dǎo)隧道信息化施工實踐

根據(jù)昆明—石林高速公路陽宗隧道s5型支護(hù)襯砌優(yōu)化調(diào)整方案和xk38+926斷面現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù),進(jìn)行位移反分析,得到計算所需的圍巖彈性模量e和側(cè)壓力系數(shù)k0;然后運用有限元方法,對其試驗洞段上下臺階開挖動態(tài)施工過程進(jìn)行仿真數(shù)值模擬研究,從而反饋調(diào)整和指導(dǎo)施工

根據(jù)昆明—石林高速公路陽宗隧道s5型支護(hù)襯砌設(shè)計優(yōu)化調(diào)整方案和xk38+926斷面現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù),進(jìn)行位移反分析,得到計算所需的圍巖彈性模量e和側(cè)壓力系數(shù)k_0;然后運用有限元方法,對其試驗洞段上下臺階開挖動態(tài)施工過程進(jìn)行仿真數(shù)值模擬研究,從而反饋調(diào)整和指導(dǎo)施工。

針對廈門市環(huán)島路某隧道豎井開挖過程中可能出現(xiàn)的形變和破壞問題,以該路段地質(zhì)勘測資料為背景,利用有限差分軟件flac3d對該隧道豎井開挖過程進(jìn)行了三維數(shù)值模擬分析。分析結(jié)果表明,豎井底部出現(xiàn)的底鼓現(xiàn)象,在開挖至27m時達(dá)到開挖過程中最大豎直位移量66.2mm;豎井側(cè)壁發(fā)生水平位移的最大值出現(xiàn)在殘積粘土層,達(dá)到8.37mm;開挖過程中塑性區(qū)的范圍在豎直方向延伸至-29m,水平方向擴大到-14m~14m;建議在開挖過程中要加強對塑性區(qū)范圍的支護(hù),控制好周邊變形。

根據(jù)婁山關(guān)隧道左洞進(jìn)口淺埋偏壓段臺階分部法施工的特點,采用有限元方法對其動態(tài)開挖過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析,以配合和指導(dǎo)隧道新奧法施工實踐。

按彈性桿系有限元法模擬具有多層錨桿的樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)體系施工開挖支護(hù)過程,通過工程算例,與不考慮開挖過程的計算方法進(jìn)行了比較,計算分析結(jié)果表明,不考慮開挖過程的設(shè)計方法是不安全的。

主要對小間距隧道在洞口偏壓和兩個洞口有錯臺的情況下進(jìn)行施工動態(tài)監(jiān)測和平面數(shù)值模擬分析。以云南省平年隧道為例,通過分析現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù),得出現(xiàn)場量測的洞口地表沉降值對預(yù)測洞口塌方有重要的作用的結(jié)論。應(yīng)用施工動態(tài)反饋的原理對選定斷面的洞周收斂和地表沉降量測值進(jìn)行分析,得到了正常施工情況下的擬合函數(shù),可為后續(xù)步驟的施工提供參考價值。再通過二維情況下的數(shù)值模擬分析,與實測結(jié)果進(jìn)行對比,反映了一些規(guī)律性問題,重點研究了兩個隧道中夾巖體的穩(wěn)定性。

對khankhwar電站豎井式廠房開挖過程進(jìn)行仿真模擬,了解豎井開挖過程中圍巖的變位、應(yīng)力及應(yīng)變情況,對豎井開挖過程、圍巖一次支護(hù)和運行安全作出評價。

從爆破施工的特點入手,對小間距隧道在采用典型雙側(cè)導(dǎo)坑法時的爆破施工動力效應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,給出了爆破施工在已有洞室周邊產(chǎn)生的動力效應(yīng)的一般規(guī)律,指出在爆破(后開挖洞室)開挖影響區(qū)以內(nèi),合理確定已有洞室二次襯砌施作時間的重要性,并給出了爆破施工對已有洞室穩(wěn)定性影響較大的關(guān)鍵開挖位置。研究表明,爆破動載荷對小間距隧道圍巖穩(wěn)定性的影響主要表現(xiàn)為爆炸應(yīng)力波造成圍巖臨空面的反射拉伸破壞,破壞較嚴(yán)重的是已有洞室的迎爆墻、拱腳、拱頂?shù)炔课弧Ｋ媒Y(jié)論對小間距隧道爆破施工有一定的參考價值。

臨近基坑的地鐵軌道會因為基坑的開挖而產(chǎn)生位移和變形,這將影響到軌道交通的運營安全。以長沙某深基坑工程為背景,通過劃分不同的施工階段,用plaxis軟件模擬分析了在該項目的基坑開挖過程中,鄰近地鐵區(qū)間的土體位移和管片變形的發(fā)展規(guī)律。結(jié)果表明:隨著開挖的進(jìn)行,地層最大豎向位移發(fā)生在基坑底部,最大水平位移發(fā)生在基坑頂部,地鐵隧道處的地層位移變化較?。坏罔F管片離基坑越近,變形越大。

以深圳安托山安巒公館基坑爆破開挖工程為研究對象,采用數(shù)值模擬方法分析了爆破振動傳播途徑中距離爆源不同距離處的振動速度,以及大斷面、小斷面隧道襯砌振動速度的分布情況。結(jié)果表明：在距離地鐵40m以內(nèi)爆破施工時應(yīng)采取減震措施;地鐵隧道迎爆側(cè)的水平和豎向振動速度要大于非迎爆側(cè),隧道襯砌最大振動速度在迎爆側(cè)拱頂和拱腳,爆破施工過程中應(yīng)對隧道迎爆側(cè)重點監(jiān)測和防護(hù);隧道斷面對水平和豎向振動速度均有放大作用。

結(jié)合清連高速公路白須公特大巖溶隧道施工過程,采用三維有限元軟件(ansys)對白須公隧道的處治結(jié)構(gòu)與隧道開挖的相互作用進(jìn)行了數(shù)值模擬。以隧道開挖中處治結(jié)構(gòu)和圍巖穩(wěn)定性為研究對象,從而分析處治結(jié)構(gòu)在隧道開挖過程中的受力特性,以及隧道圍巖在隧道開挖過程中的位移。通過計算結(jié)果,對處治結(jié)構(gòu)在巖溶隧道中的支護(hù)效果進(jìn)行了評價,采用樁-承臺-單邊支撐墻-聯(lián)系梁的處治方式是安全可靠的。在隧道開挖過程中,開挖面附近的樁基應(yīng)變、支撐墻壓力都加速變大,隨后逐漸穩(wěn)定,說明處治結(jié)構(gòu)承擔(dān)了一部分圍巖壓力,在巖溶隧道施工開挖中發(fā)揮了重要作用。分析結(jié)果與工程實測數(shù)據(jù)比較吻合,可為隧道穿越大型溶洞提供設(shè)計和施工方面的借鑒和參考。

深基坑開挖過程的動態(tài)模擬設(shè)計——利用現(xiàn)代計算機仿真技術(shù)，采用適當(dāng)?shù)耐僚c支護(hù)結(jié)構(gòu)模型和彈塑性有限元理論，編制了動態(tài)模擬深基坑開挖過程的程序，并結(jié)合工程實例進(jìn)行計算分析，對深基坑開挖過程中可能出現(xiàn)的險情進(jìn)行有效的事先預(yù)測，檢驗現(xiàn)有施工方案的可行性...

應(yīng)用斷裂強度理論模擬基坑開挖過程及實測數(shù)據(jù)分析——基坑開挖過程中，在支護(hù)結(jié)構(gòu)背后、土層表面或自然邊坡的頂部，經(jīng)常會觀測到有裂縫存在，但以往的有限元方法對裂縫的存在和影響認(rèn)識不足。在分析土體破壞機制的基礎(chǔ)上，應(yīng)用斷裂強度理論作為土體的破壞準(zhǔn)則，...

采用修正的k-ε湍流模型對不同建筑間距情況下的大氣流場、污染物濃度場進(jìn)行模擬研究。模擬研究結(jié)果表明,氣流遇到建筑物發(fā)生繞流,風(fēng)速為3m/s的氣流在建筑物附近的最大抬升速度達(dá)到1.98m/s,氣流繞過建筑物后湍動能增強,建筑物后污染物的擴散區(qū)域變大;建筑物的布局對氣流流動和污染物濃度分布有著很大影響,在不同建筑間距情況下,建筑物尾流區(qū)的流場形態(tài)有著明顯的不同,尾流區(qū)內(nèi)污染物的分布也存在差別。研究結(jié)果對認(rèn)識多個建筑物附近的氣流和污染物分布有重要意義。

盾構(gòu)法施工不可避免對隧道周圍巖體產(chǎn)生擾動，引發(fā)不同程度的土體變形和地表沉降，對地表結(jié)構(gòu)造成不利影響。以鄭州市軌道交通5號線西站街站—建設(shè)路站區(qū)間隧道工程為工程實例，利用abaqus有限元軟件，建立三維盾構(gòu)開挖模型，對比分析不同工況下模擬沉降數(shù)據(jù)。模擬數(shù)據(jù)表明，在理想施工質(zhì)量條件下，建筑物沉降量最?。浑p線同步開挖時，建筑物沉降量最大，變形也大，因此應(yīng)避免雙線同步開挖施工。

為分析不同地層條件下盾構(gòu)法開挖隧道對土層的擾動情況,采用flac3d模擬了黏土和砂土兩種地層盾構(gòu)法開挖后土層的變形情況.結(jié)果表明,砂土地層中采用盾構(gòu)法開挖隧道對土層擾動較大,黏土地層中擾動相對較小,基于模擬結(jié)果提出了兩種土層下盾構(gòu)施工要點,可供相關(guān)工程參考.

根據(jù)水泥土樁復(fù)合土釘支護(hù)體系的構(gòu)造特點,建立了模擬水泥土樁復(fù)合土釘受力變形的計算模型,結(jié)合典型工程實例,對水泥土樁復(fù)合土釘技術(shù)進(jìn)行了數(shù)值分析和工程施工過程監(jiān)測,現(xiàn)場監(jiān)測成果與數(shù)值模擬結(jié)果的對比分析表明,水泥土樁復(fù)合土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的模型建立符合實際受力變形特點,能夠較真實地模擬開挖施工全過程的應(yīng)力場和位移場特征,設(shè)計方法滿足工程精度的要求。

針對上海某項目工程,運用midasgts有限元軟件,分析了基坑開挖對側(cè)向及底部近接隧道的位移影響規(guī)律。結(jié)果顯示,基坑開挖主要造成側(cè)向隧道發(fā)生水平位移,對豎向位移影響不大,且水平位移隨著隧道與基坑間距的增大而減小,減小幅度逐漸變小。對底部隧道主要會引起豎向位移,水平位移可以忽略不計,豎向位移隨著隧道與基坑間距的增大而減小,減小幅度呈增大趨勢。此外,對基坑周圍多管線存在情況進(jìn)行了安全分區(qū),通過分區(qū)對隧道管線進(jìn)行安全評估,并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。

基于大渦模擬方法,設(shè)定適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件,利用三維非結(jié)構(gòu)四面體網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分,采用有限體積法對控制方程進(jìn)行離散,應(yīng)用cfd軟件fluent對旋流自吸泵的內(nèi)部三維湍流流場進(jìn)行數(shù)值計算,得到泵內(nèi)部流場的分布情況以及突臺附近區(qū)域的流動情況.為了研究突臺結(jié)構(gòu)對性能的影響,對應(yīng)不同突臺結(jié)構(gòu),分別計算了不同工況下的流動情況,預(yù)測旋流自吸泵的宏觀性能并繪制了性能曲線.通過對數(shù)值模擬結(jié)果的分析和對比,在獲得旋流自吸泵宏觀性能曲線的基礎(chǔ)上,分析突臺附近區(qū)域的內(nèi)部微觀流場與宏觀外部特性之間的關(guān)系.結(jié)果表明,突臺結(jié)構(gòu)對揚程、效率影響較大,而對于功率影響較小.基于cfd輔助設(shè)計,通過對突臺尺寸參數(shù)不同方案的性能的對比分析,獲得突臺尺寸參數(shù)的最佳值,從而為泵的改進(jìn)設(shè)計提供參考.

既有建筑物增設(shè)地下空間時,需要運用樁基礎(chǔ)支撐上部建筑物,才可開挖建筑物下面的土方。隨著樁周土減少和樁基礎(chǔ)的暴露,樁的承載特性會出現(xiàn)變化。運用ansys有限元程序分析了樁周土開挖前、開挖10m和開挖20m等工況下,樁基礎(chǔ)承載特性的變化規(guī)律。從分析的結(jié)果可以看出,開挖前后樁基礎(chǔ)沉降表現(xiàn)出中間樁沉降大、周邊樁沉降小的規(guī)律;隨著開挖深度增大,樁基沉降量明顯增大。上段樁周土開挖后,不僅造成未開挖部分樁身側(cè)阻力和樁土間的滑移量增大,而靠近開挖面處增加更明顯。當(dāng)開挖至樁承載力接近極限狀態(tài)時,樁底的側(cè)阻力和滑移值逐漸接近開挖面附近的數(shù)值。