深开挖有限元分析中释放荷载模拟——三种常用方法比较及改进的Mana法 被引量：22

1

作者 高俊合 赵维炳 李兴文 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1999年第1期47-52,共6页

论述深开挖有限元分析中释放荷载的三种模拟方法———Ｍａｎａ法、单元应力内插法和位移法．通过实例对比分析指出：位移法精度最高，但程序处理较繁琐；单元应力内插法计算效果最差，编程也不方便；Ｍａｎａ法概念明确，易于程序处理... 论述深开挖有限元分析中释放荷载的三种模拟方法———Ｍａｎａ法、单元应力内插法和位移法．通过实例对比分析指出：位移法精度最高，但程序处理较繁琐；单元应力内插法计算效果最差，编程也不方便；Ｍａｎａ法概念明确，易于程序处理，但第一级开挖荷载偏大，以致影响以后各级的计算效果．文中对Ｍａｎａ法改进后，计算精度明显提高． 展开更多

关键词 深开挖 有限元分析 释放荷载 结点力

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有限元法中开挖释放荷载计算方法的研究 被引量：8

2

作者 王小敏 朱爱军 +1 位作者 王宏润 杨世忠 《水力发电》 北大核心 2005年第7期48-50,共3页

对传统有限元开挖释放荷载的计算方法进行了讨论与分析,并基于体系平衡的有限元数值格式,提出开挖作用的直接分析法、间接分析法的概念及开挖不平衡力的计算方法。开挖作用的直接分析法认为,任何开挖步产生的位移都是该开挖步剩余构形... 对传统有限元开挖释放荷载的计算方法进行了讨论与分析,并基于体系平衡的有限元数值格式,提出开挖作用的直接分析法、间接分析法的概念及开挖不平衡力的计算方法。开挖作用的直接分析法认为,任何开挖步产生的位移都是该开挖步剩余构形中真实存在的各种力相互作用的结果,不用考虑被卸除材料部分对体系的作用,其对开挖问题的数值模拟只针对开挖剩余体系进行计算,其意义更为直观,计算更为简便可靠。 展开更多

关键词 有限元法 开挖 开挖释放荷载 直接分析法 间接分析法

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引水隧洞开挖释放荷载模拟方法的对比研究 被引量：8

3

作者 刘仲秋 廉照彬 章青 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期415-422,共8页

岩体工程开挖后的应力调整和变形与施工的具体方法和时空间效应相关,对于开挖边界等效释放荷载的模拟问题,常用的方法有应力释放法和参数弱化法。总结了应力释放法和参数弱化法两种方法的原理和优缺点,考虑在无渗流场和渗流场的两种情况... 岩体工程开挖后的应力调整和变形与施工的具体方法和时空间效应相关,对于开挖边界等效释放荷载的模拟问题,常用的方法有应力释放法和参数弱化法。总结了应力释放法和参数弱化法两种方法的原理和优缺点,考虑在无渗流场和渗流场的两种情况,对一典型引水隧洞开挖问题中释放荷载的模拟,分别采用上述方法进行数值计算和对比分析,并采用其中的应力释放法应用于锦屏深埋引水隧洞施工开挖围岩稳定分析。分析结果表明,等效荷载释放率相同时,无渗流场情况和有渗流场情况均为应力释放法对隧洞周边应力扰动最大,应力释放法和参数间接弱化法计算结果较为相似,直接参数弱化法计算结果与二者相差较大;锦屏隧洞在实际开挖时应该采取措施控制水平方向的等效荷载释放,实际开挖工程中的同一断面不同位置的荷载释放会存在差异,将影响最终开挖损伤区的范围和损伤程度。 展开更多

关键词 释放荷载 应力释放法 参数弱化法 引水隧洞

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开挖释放荷载的计算方法研究 被引量：1

4

作者 王小敏 王宏润 +1 位作者 杨世忠 朱爱军 《水利规划与设计》 2005年第4期50-52,59,共4页

文中对传统有限元开挖释放荷载的计算方法进行了讨论与分析,并基于体系平衡的有限元数值格式,提出开挖作用的直接分析法、间接分析法的概念及开挖不平衡力的计算方法。开挖作用的直接分析法认为任何开挖步产生的位移都是该开挖步剩余构... 文中对传统有限元开挖释放荷载的计算方法进行了讨论与分析,并基于体系平衡的有限元数值格式,提出开挖作用的直接分析法、间接分析法的概念及开挖不平衡力的计算方法。开挖作用的直接分析法认为任何开挖步产生的位移都是该开挖步剩余构形中真实存在的各种力相互作用的结果,不用考虑被卸除材料部分对体系的作用,其对开挖问题的数值模拟只针对开挖剩余体系进行计算,其意义更为直观,计算更为可靠和简便。 展开更多

关键词 有限元 计算法 开挖 开挖释放荷载 直接分析法 间接分析法

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有限元分析中开挖释放荷载的正确计算——对“有限元计算深开挖中挖方等效荷载的分析”一文的讨论 被引量：17

5

作者 章青 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1999年第3期112-115,共4页

关键词 有限元计算 深开挖 挖方 等效荷载 释放荷载

全文增补中

Marc软件中开挖释放荷载计算与施加的探讨

6

作者 周敏 秦网根 《南京工程学院学报（自然科学版）》 2008年第4期69-72,共4页

通过讨论开挖释放荷载的Mana法和界面应力释放法,以具体工程算例给出了Marc中开挖荷载施加的途径,并给出了开挖释放荷载的获得途径;文中获得的开挖释放荷载的计算与施加方法为后续研究岩体的蠕变行为提供了可行的思路.

关键词 释放荷载 隧洞开挖 MARC

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隧道开挖释放荷载的有限元模拟方法研究 被引量：3

7

作者 陶星 《四川建筑》 2012年第6期67-68,共2页

针对平面应变问题下隧道开挖释放荷载的有限元模拟方法,总结分析了常用的Mana法、刚度折减法和支撑荷载法,并从体系平衡的概念,论述了各种方法的思路与实现过程,指出支撑荷载法概念清晰、计算简便,便于通用有限元软件实现,更适合多施工... 针对平面应变问题下隧道开挖释放荷载的有限元模拟方法,总结分析了常用的Mana法、刚度折减法和支撑荷载法,并从体系平衡的概念,论述了各种方法的思路与实现过程,指出支撑荷载法概念清晰、计算简便,便于通用有限元软件实现,更适合多施工步开挖模拟。 展开更多

关键词 隧道开挖 有限元法 释放荷载 刚度折减 支撑荷载

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关于“有限元分析中开挖释放荷载的正确计算”的答复 被引量：1

8

作者 王勇 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1999年第3期116-118,共3页

关键词 有限元分析 深开挖 挖方 释放荷载 载荷

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超大断面铁路隧道施工断面综合荷载释放过程研究 被引量：14

9

作者 李术才 赵岩 +2 位作者 李利平 周毅 刘钦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2845-2851,共7页

隧道开挖扰动会使影响范围内的围岩发生松弛,同时还产生一定的荷载作用于隧道结构。而在隧道开挖面推进时,作用于隧道结构上的荷载在应力调整过程中不断释放,最终在隧道结构及围岩达到稳定状态后荷载释放过程同时结束。通过数值分析及... 隧道开挖扰动会使影响范围内的围岩发生松弛,同时还产生一定的荷载作用于隧道结构。而在隧道开挖面推进时,作用于隧道结构上的荷载在应力调整过程中不断释放,最终在隧道结构及围岩达到稳定状态后荷载释放过程同时结束。通过数值分析及模型试验,对超大断面铁路隧道施时的隧道断面整体荷载释放过程进行了相关研究。研究了台阶法开挖过程中隧道洞壁不同特征点的荷载变化规律,并定义了能够表征隧道施工过程断面整体荷载释放状态的断面综合荷载释放率和荷载释放差异系数的概念,通过两者对隧道开挖断面整体荷载释放状态进行分析总结。在随后进行的隧道施工过程地质力学模型试验中,通过对开挖面推进洞壁不同位置围岩径向压力的变化规律进行监测,证明了数值模拟得到的结论,并进一步说明在隧道开挖的荷载释放过程研究中,应将整个断面作为研究对象,分析断面整体荷载释放状态,才能对隧道施工中的荷载释放过程有一个更加全面的认识。 展开更多

关键词 荷载释放 施工过程 断面综合荷载释放率 荷载释放差异系数

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应用荷载释放系数法模拟黄土隧道施工 被引量：6

10

作者 朱彦鹏 柴江 邵继新 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第5期108-111,共4页

针对新奥法施工的黄土隧道,应用大型通用有限元软件ANSYS模拟黄土隧道开挖支护的施工过程,采用荷载释放系数控制围岩的荷载释放,分析隧道施工对围岩及支护结构力学特性的影响.分析结果与工程实测结果的对比表明:采用荷载释放系数法能较... 针对新奥法施工的黄土隧道,应用大型通用有限元软件ANSYS模拟黄土隧道开挖支护的施工过程,采用荷载释放系数控制围岩的荷载释放,分析隧道施工对围岩及支护结构力学特性的影响.分析结果与工程实测结果的对比表明:采用荷载释放系数法能较为合理地模拟黄土隧道施工过程,得出围岩和支护结构连续受力变形的情况;建议在隧道施工过程中加强拱顶和拱脚处的支护结构,尽早闭合仰拱. 展开更多

关键词 新奥法 隧道开挖 荷载释放 变形

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软弱围岩隧道施工过程荷载释放特性 被引量：9

11

作者 陈建勋 刁鹏升 +1 位作者 陈丽俊 许岛 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2018年第7期840-846,共7页

针对软弱围岩隧道施工过程中荷载释放过程的复杂性和多样性这一问题,以明垭子隧道为例,采用现场试验和数值模拟等手段,对明垭子隧道施工过程中的围岩荷载释放特性进行分析。结果表明:上台阶施工对围岩压力释放的影响较小;中台阶开挖会... 针对软弱围岩隧道施工过程中荷载释放过程的复杂性和多样性这一问题,以明垭子隧道为例,采用现场试验和数值模拟等手段,对明垭子隧道施工过程中的围岩荷载释放特性进行分析。结果表明:上台阶施工对围岩压力释放的影响较小;中台阶开挖会引起围岩压力释放速率急剧增大;下台阶开挖时围岩压力释放速率有一定程度的加快。仰拱闭合后减缓了围岩压力的释放速率,可用周边位移作为围岩压力释放的判断依据。分析得到了软弱围岩隧道施工过程中荷载释放特性和工序、位移的关系,旨在为软弱围岩隧道的设计和施工提供参考。 展开更多

关键词 隧道工程 软弱围岩 施工过程 荷载释放

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盾构法施工模拟荷载释放系数的研究 被引量：2

12

作者 周宪伟 袁正国 邢姣秀 《森林工程》 2007年第3期28-30,50,共4页

采用应力释放法模拟盾构法隧道开挖时,合理地确定生成衬砌前的应力释放系数是至关重要的,它对地表变形以及衬砌内力的影响非常明显。通过对工程实例进行二维有限元模拟得到了不同荷载释放系数下的地表变形和衬砌内力的变化规律,说明了... 采用应力释放法模拟盾构法隧道开挖时,合理地确定生成衬砌前的应力释放系数是至关重要的,它对地表变形以及衬砌内力的影响非常明显。通过对工程实例进行二维有限元模拟得到了不同荷载释放系数下的地表变形和衬砌内力的变化规律,说明了合理确定释放系数的重要性。 展开更多

关键词 盾构法隧道 有限元法 荷载释放系数

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超大断面隧道开挖围岩荷载释放过程的模型试验研究 被引量：26

13

作者 赵勇 李术才 +1 位作者 赵岩 李利平 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第A02期3821-3830,共10页

以兰渝铁路两水隧道为工程背景,进行超大断面铁路隧道开挖支护的大比尺三维地质力学模型试验,对开挖过程中的围岩荷载释放过程进行研究。根据工程现场地质情况研制满足相似要求的新型模型试验相似材料,经室内试验验证,该相似材料与原岩... 以兰渝铁路两水隧道为工程背景,进行超大断面铁路隧道开挖支护的大比尺三维地质力学模型试验,对开挖过程中的围岩荷载释放过程进行研究。根据工程现场地质情况研制满足相似要求的新型模型试验相似材料,经室内试验验证,该相似材料与原岩材料的力学性质有很好的相似性,满足试验要求。结合现场实际工况在模型试验不同区段采用不同的开挖支护工法,首先研究全断面及台阶法开挖情况下的围岩荷载释放过程,通过试验数据的分析,揭示不同开挖工法隧道围岩荷载释放全过程的特点和差异。相同开挖工法下,同一断面上不同位置的荷载释放过程存在很大差异;同样,不同开挖工法条件下同一位置的围岩荷载释放过程也不尽相同。其次,掌子面前方围岩受开挖影响会在局部发生先行荷载集中,先行荷载集中程度与开挖工法和断面形式有很大关系,开挖面前方荷载集中程度过高会加剧掌子面围岩的挤出效应,不利于围岩的稳定。最后,通过有无支护开挖情况下围岩荷载释放过程的对比,说明施作支护能够有效缓解开挖过程中的掌子面先行荷载集中现象,减少荷载释放总量,优化隧道围岩荷载释放过程。 展开更多

关键词 隧道工程 施工过程 荷载释放 开挖支护 相似材料 模型试验

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超大断面公路隧道围岩变形及荷载释放率研究 被引量：5

14

作者 赵然 李涛 +1 位作者 袁哲 陈云娟 《山东建筑大学学报》 2018年第1期14-17,31,共5页

超大断面隧道群多修建于山区,地质条件复杂且施工风险高、难度系数大,对其围岩变形及荷载释放率的研究可为此类工程的安全施工提供理论依据。文章依托济南绕城高速、京沪高速济南连接线龙鼎隧道工程,采用有限元数值仿真技术,分析了裂隙... 超大断面隧道群多修建于山区,地质条件复杂且施工风险高、难度系数大,对其围岩变形及荷载释放率的研究可为此类工程的安全施工提供理论依据。文章依托济南绕城高速、京沪高速济南连接线龙鼎隧道工程,采用有限元数值仿真技术,分析了裂隙密集带对超大断面隧道围岩变形和塑性区分布的影响,研究了半步CD法施工隧道围岩空间荷载释放演化规律。结果表明:半步CD法施工超大断面Ⅳ级围岩隧道拱顶变形较大,但围岩位移在可控范围内;裂隙密集带对超大断面隧道围岩稳定性影响显著,其区域围岩塑性区和位移均处于最大状态;掌子面后方的较安全距离最小为5 m,而安全距离则应>10 m。 展开更多

关键词 超大断面 公路隧道 裂隙密集 荷载释放率 数值仿真

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隧道开挖数值模拟过程中荷载释放率的确定 被引量：4

15

作者 李小红 《土工基础》 2008年第3期66-69,共4页

依据围岩开挖和岩土力学原理,通过ANSYS软件对围岩级别较低的Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖全过程进行三维有限元数值模拟,取开挖荷载释放率与其位移释放率相同,分别得出了这两种围岩中某一断面在开挖过程中各施工步的荷载释放率。并验证了Ⅳ、Ⅴ级... 依据围岩开挖和岩土力学原理,通过ANSYS软件对围岩级别较低的Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖全过程进行三维有限元数值模拟,取开挖荷载释放率与其位移释放率相同,分别得出了这两种围岩中某一断面在开挖过程中各施工步的荷载释放率。并验证了Ⅳ、Ⅴ级围岩中开挖荷载释放率的正确性。 展开更多

关键词 隧道及地下工程 荷载释放率 位移释放率 围岩开挖 数值模拟

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隧道开挖数值模拟过程中荷载释放率的确定 被引量：8

16

作者 史昌盛 《铁道建筑技术》 2008年第B12期184-188,共5页

依据围岩开挖和岩土体力学原理,分析了围岩开挖过程中的三维效应和开挖应力释放等问题。通过AN-SYS软件对围岩级别较低的Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖全过程进行三维有限元数值模拟,分别得出了这两种围岩中某一断面在开挖过程各施工步的荷载释放率... 依据围岩开挖和岩土体力学原理,分析了围岩开挖过程中的三维效应和开挖应力释放等问题。通过AN-SYS软件对围岩级别较低的Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖全过程进行三维有限元数值模拟,分别得出了这两种围岩中某一断面在开挖过程各施工步的荷载释放率。为验证所得围岩开挖荷载释放率是否正确,运用二维有限元模型对Ⅳ、Ⅴ级围岩的开挖过程进行了二维数值模拟计算,计算过程中所需的围岩开挖荷载释放率采用本文计算得出的各数值。通过对二位模型和三维模型计算所得结果的对比分析,证明了所得出的Ⅳ、Ⅴ级围岩中开挖荷载释放率的正确性。 展开更多

关键词 荷载释放率 围岩开挖 数值模拟 弹塑性 有限元 ANSYS

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围岩在不同开挖步下载荷释放率研究 被引量：1

17

作者 张德恒 徐奋强 《南京工程学院学报（自然科学版）》 2012年第1期24-28,共5页

隧道开挖过程中存在应力释放问题,所以正确模拟围岩荷载释放率是数值分析的关键.以往研究者模拟围岩释放率采用经验法或者二维模拟分析,而隧道开挖是空间问题.因而对于复杂应力状态条件下的隧道开挖会造成很大的误差.因此,本文根据围岩... 隧道开挖过程中存在应力释放问题,所以正确模拟围岩荷载释放率是数值分析的关键.以往研究者模拟围岩释放率采用经验法或者二维模拟分析,而隧道开挖是空间问题.因而对于复杂应力状态条件下的隧道开挖会造成很大的误差.因此,本文根据围岩参数三维数值模拟隧道全断面开挖确定荷载释放率.与部分以往研究结果不同,拱底出现隆起,释放率出现负值. 展开更多

关键词 应力释放 数值模拟 荷载释放率 隧道开挖

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不同载荷释放率围岩受力状态的研究

18

作者 罗晓东 施晓峰 童滋捷 《山西建筑》 2012年第4期177-179,共3页

根据围岩参数三维数值模拟隧道全断面开挖确定荷载释放率，并且利用确定的释放率模拟分析了隧道开挖时支护结构的受力状态，对隧道开挖过程进行仿真分析，得出一些有指导意义的结论。

关键词 应力释放 数值模拟 荷载释放率 支护结构

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隧道初期支护的钢拱架与钢格栅选择研究 被引量：60

19

作者 曲海锋 朱合华 +3 位作者 黄成造 严宗雪 蔡永昌 丁文其 《地下空间与工程学报》 CSCD 2007年第2期258-262,共5页

围岩条件较差情况下,复合式衬砌隧道一般采用钢拱架或钢格栅与喷射混凝土及锚杆组成的初期支护。但基于同样设计形式,钢拱架和钢格栅两种支护形式在经济、刚度、承载力等方面存在明显的差别。因此,比选二者适用时机和适用条件具有重要... 围岩条件较差情况下,复合式衬砌隧道一般采用钢拱架或钢格栅与喷射混凝土及锚杆组成的初期支护。但基于同样设计形式,钢拱架和钢格栅两种支护形式在经济、刚度、承载力等方面存在明显的差别。因此,比选二者适用时机和适用条件具有重要的实用价值。文章以广州龙头山单洞四车道隧道为研究背景,首先分析现场监测数据,得到钢拱架支护形式下的初始释放荷载规律;其次分析两种支护结构承载力随时间的变化规律,结合实测荷载释放规律对比和验证了二者的选择条件;文章最后给出了钢拱架与钢格栅的适用条件,并结合龙头山隧道给出具体意见。文章旨在为初期支护设计及施工过程中的支护参数优化提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 钢拱架支护 钢格栅支护 承载力 初始释放荷载

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不同支护时机的地下洞室围岩稳定仿真 被引量：10

20

作者 苏凯 伍鹤皋 +1 位作者 蒋逵超 李冲 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期29-33,68,共6页

借助ABAQUS软件的前后处理和计算模块,根据地下洞室开挖释放荷载计算基本原理求得开挖荷载的等效节点力,并以等效节点力不同的施加比例模拟不同的洞室支护时机,对洞室围岩稳定进行了分析比较.结果表明,随着支护时间的延迟,支护应力逐渐... 借助ABAQUS软件的前后处理和计算模块,根据地下洞室开挖释放荷载计算基本原理求得开挖荷载的等效节点力,并以等效节点力不同的施加比例模拟不同的洞室支护时机,对洞室围岩稳定进行了分析比较.结果表明,随着支护时间的延迟,支护应力逐渐变小,围岩塑性区和增量位移逐渐增大.计算结果符合地下工程施工过程的一般规律,表明该方法可行,为通用有限元软件在地下洞室围岩稳定分析中应用开辟了一条新的路径. 展开更多

关键词 水工隧洞 围岩稳定 支护时机 释放荷载 ABAQUS

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