隧道底部溶洞顶板安全厚度预测模型

以某公路岩溶隧道为背景,采用二维弹塑性有限元方法对隧道开挖进行数值模拟计算,分析隧道底部溶洞顶板安全厚度的影响因素,研究各影响因素与安全厚度的相关变化规律,并用多元回归和支持向量机方法建立能综合体现各影响因素的溶洞顶板安全厚度预测模型,从而为岩溶隧道设计施工提供一定的科学依据和指导。     

岩溶隧道与下部溶洞间安全距离预测模型研究

为了完善现有的岩溶隧道与溶洞间安全距离预测模型,在已有的二维预测模型基础上,利用正交试验和数值模拟方法,同时对数值试验结果进行多元线性回归分析,得到包括溶洞空间形态在内的多因素共同作用下的岩溶隧道安全距离三维预测模型。该模型能够定量地预测隧道埋深、围岩水平、溶洞跨度、水平方向夹角及溶洞高跨比5个因子对隧道底板与下方溶洞之间所需安全距离的影响,进而预测所需的安全距离。最后将该预测模型用于实际工程,其结果与现场实际采用的安全距离差别不大,从而说明该模型具有一定的可靠性。     

溶洞对岩溶隧道稳定性影响的数值模拟分析

公路隧道在修建过程中不可避免的会遇到岩溶的问题,岩溶不良地质现象的存在给隧道开挖和运营安全造成了严重的威胁。本文以五龙节隧道为依托,采用数值模拟手段,着重研究了当溶洞位于隧道底部时溶洞对隧道稳定性的影响。分析结果为岩溶隧道的设计与施工提供了重要的指导意义。     

广清高速桥梁桩基岩溶顶板安全厚度研究

以广清高速公路改扩建工程岩溶区桥梁桩基工程为研究对象,重点考虑基桩数量、桩径、溶洞尺寸等参数,构建桥基岩溶工程地质概化模型,为定量研究提供地质依据;基于力学分析与数值模拟,分别确定各模型桩基岩溶顶板最小安全厚度值,并将其与工程实际进行对比分析。结果表明:力学分析方法,在实际工程中仅可作辅助参考;数值分析方法,具有一定的工程实践意义;桩基岩溶顶板最小安全厚度一般为桩径的2.5~3.0倍。     

岩溶区高等级公路路基下伏溶洞顶板安全厚度研究

针对目前岩溶区高等级公路路基下伏溶洞顸板安全厚度确定方法存在的问题,在前人研究成果的基础上,推导了地表水平位移值和曲率值的计算公式,利用限制位移反分析方法来确定顸板安全厚度,为高等级公路路基下伏溶洞顸板安全厚度确定提供新方法.     

公路路基中溶洞及土洞顶板安全厚度和距离的确定

根据溶洞或土洞周围岩土体垂直方向应力和水平方向应力采用不同的计算公式,来求取溶洞或土洞距路基的安全距离。     

溶洞分布部位对隧道稳定性影响的数值分析

岩溶隧道的稳定性与岩溶的分布部位有关。定量分析不同分布部位的溶洞对隧道位移场、应力场、塑性区分布规律及主应力分布规律的影响,来确定对隧道稳定性最不利的溶洞分布部位。以宜万铁路某岩溶隧道为背景,利用FLAC软件模拟分析隧道周边无溶洞、溶洞位于隧道侧部、溶洞位于隧道顶部和溶洞位于隧道底部4种工况下隧道的稳定性状况,得出对隧道稳定性最不利的溶洞位置是隧道侧部。     

高速公路岩溶隧道溶洞处理施工技术

针对本标段岩溶隧道施工时实际遇到的问题及处理方案,浅析岩溶的形态及其发育条件,隧道施工中遇到的岩溶问题,隧道施工中岩溶的处治技术,其他相关岩溶隧道施工技术与工程实例。     

既有溶洞段公路隧道开挖关键技术研究

隧道穿过可溶性岩层,溶洞的出现会为施工带来困难。以黑石岭隧道右线RK74+649里程段溶洞为例,首先通过数值模拟试验手段解决了既有溶洞段隧道开挖关键核心技术,即溶洞垫层厚度优化研究,最终确定溶洞垫层厚度为2.5m。然后立足于合理安排施工工艺和工序,减少工程隐患,从设计、施工和运营等方面综合考虑,提出了合理处治措施。     

岩溶及采空区路基岩层顶板安全厚度确定方法研究

在深入分析岩溶及采空区岩层顶板安全厚度影响因素及岩溶岩层顶板安全厚度传统半定量分析方法存在的缺陷的基础上，结合潭邵高速公路岩溶及采空区路基稳定性的特点，提出利用三维非线性有限元分析手段和枚举优化理论确定岩溶及采空区岩层顶板安全厚度的方法。     

顶部溶洞水压对隧道突涌水灾害影响的数值分析

岩溶地区地质条件复杂,在隧道修建中存在溶洞突涌水安全隐患,而顶部溶洞带来的灾害性更加明显,溶洞水压是其重要影响因素。针对隧道顶部溶洞,建立数值模型,将溶洞水压作为工况因素,分析围岩中的孔隙水压力变化规律,揭示隧道开挖过程中突涌水通道的分布情况。基于数值模型中单元孔隙水压力突变最大值判断方法,溶洞与掌子面围岩达到塑性状态后,监测两者之间的单元孔隙水压力随开挖步变化速率,找出每一行单元中的最大值,从而确定不同溶洞水压下的突水通道及安全厚度。研究表明,随着顶部溶洞水压增大,突水通道距离溶洞底部由近及远,而安全厚度也随之增大。     

铁路隧道溶洞处理技术

根据溶洞的生成机理,结合几处铁路隧道溶洞的施工处理措施,阐述了隧道穿越溶洞地段应采用的主要施工方法及注意事项。     

隧道拱顶大型溶洞回填厚度的研究

拱部溶洞落石会给隧道衬砌带来危害。在冲击荷载的基础上,对隧道拱部溶洞回填厚度进行了研究,通过计算分别得出了溶洞高度为10、15、20 m时护拱的回填厚度,对类似的工程有一定的借鉴意义。     

顶部充水溶洞隧道施工围岩位移特征分析

选取忠垫高速公路某岩溶隧道为研究对象,建立岩溶隧道三维实体模型,利用软件FLAC3D对拱顶部存在充水溶洞的隧道施工过程中的围岩位移特征进行数值模拟研究,并将数值计算结果与现场监测结果进行了比较分析。研究结果表明:隧道拱顶处围岩竖向位移最大、拱肩处次之;水平位移以边墙部为最大,拱肩处水平位移先向隧道内变形,后向隧道外变形。     

不同溶洞条件对大跨隧道开挖影响敏感性分析

该文以江西萍莲高速公路莲花隧道为工程背景,首先通过数值模拟软件建立大跨隧道在不同溶洞条件下的开挖模型,分析Ⅳ级围岩段某典型断面溶洞在不同位置、不同距离和不同扁平率3种条件下,大跨隧道开挖时地表沉降和拱顶沉降的发展变化规律,获取某典型断面隧道拱顶沉降和地表沉降的累积值,然后构建溶洞在3种水平条件下隧道围岩稳定性的正交试验模型,进行不同溶洞条件对大跨隧道开挖影响敏感性分析。研究结果表明:在不同溶洞条件下,溶洞位置是影响隧道开挖围岩稳定性的主要因素,其次是溶洞离隧道的距离和扁平率大小。     

隧道底部溶洞顶板安全厚度研究

隧道底部隐伏型溶洞在隧道运营车辆荷载的作用下会产生变形甚至塌陷,从而给隧道衬砌带来一定的安全隐患,倘若溶洞顶板厚度足够大的话,那么就可以避免上述现象的发生。在Ⅴ级围岩情况下探讨了溶洞高度对隧道衬砌及溶洞顶板稳定性的影响,同时也研究了在不同溶洞宽度下溶洞顶板的最小安全厚度,对岩溶区隧道施工与设计有一定的借鉴意义。     

强岩溶区隧道施工中隧底最小安全厚度分析研究

岩溶隧道底板以下既有溶洞对隧道施工安全及铁路运营有直接的影响，分析、评价岩溶隧道底板的稳定性是岩溶隧道施工的关键问题之一。采用荷载传递线的概念，提出了岩溶隧道底板最小安全厚度的半定量评价方法；采用弹性理论建立了在岩体按抗拉和抗剪强度准则基础上的岩溶隧道底板岩层的最小安全厚度的理论公式，为施工期岩溶隧道底板安全性评价提供了依据。     

隧道侧部溶洞形态对安全距离影响分析

桑植隧道穿越灰岩地质时在隧道侧方常出现溶洞空腔,为保证隧道施工和后期运营安全,采用有限元软件构建三维数值模型,模拟隧道侧部出现溶洞且溶洞具有不同形态对隧道与溶洞间安全距离的影响.结果显示,隧道与溶洞间安全距离与溶洞跨度成正比,且和隧道埋深近似为线性递增关系,但溶洞高跨比对安全距离的影响较复杂,与溶洞形态存在密切关系.     

基于仿真分析的软岩隧道喷层厚度优化探讨

以西部某千枚岩软岩隧道为工程背景,采用三维有限元数值模拟手段对不同喷层厚度条件下围岩的洞周位移、喷层混凝土内力进行对比分析,对其随喷层厚度增加的变化规律进行研究。结果表明：喷射混凝土厚度的大小对软岩隧道围岩变形的控制作用不明显;喷层厚度的大小对下台阶开挖后的内力影响显著;喷射混凝土厚度对围岩变形控制具有一定作用,但仅限于一定厚度范围内,当喷层厚度超过一定量值后,喷层对于围岩变形控制效果将不再明显,但其对喷层内力的影响却更加显著。     

中梁山隧道右线溶洞处理

中梁山隧道右线在ⅡＫ３４５＋９０５处遇一较大溶洞，施工中采取清淤，喷混凝土，打描杆，设置钢筋拱并回填等措施，然后进行二次衬砌，处理较成功，总结了一种溶洞处理方法。