公路隧道围岩稳定性研究现状与展望

随着国内外公路隧道建设规模和数量的日益增多，隧道围岩稳定性研究的方式与方法也变得多样性。笔者全面阐述了国内外公路隧道围岩稳定性理论与试验研究的现状，并分析了今后研究的主要发展趋势。     

公路隧道围岩稳定性分析和衬砌技术现状综述

我国公路隧道建设迅速发展,是世界上公路隧道最多的国家。江苏省近年来在高速公路建设中也相继开始建设南京老山隧道、镇江茅山隧道等。本文对国内外目前公路隧道围岩稳定性分析理论和衬砌技术、防排水技术进行了总结分析,指出了存在问题和发展方向,可供同行参考。     

公路隧道围岩变形破坏理论研究

采用理论分析、数值模拟以及现场监控量测等手段对公路隧道围岩变形破坏理论进行较深入的研究。通过分析开挖过程中围岩损伤演化,获得了损伤变量与围岩材料参数之间的关系,提出了围岩力学参数的预测方法。通过岩体破坏机理、围岩损伤应力影响范围以及影响围岩稳定性的各个因素综合研究,建立了卸荷状态下的围岩损伤本构关系和基于能量耗散的损伤本构模型。基于一般弹塑性数值分析原理,建立了考虑围岩参数劣化过程的隧道围岩损伤演化分析方法,分析了开挖应力状态下隧道围岩的弹塑性损伤演化机理。建立了基于经验公式和基于围岩渐进性破坏理论的公路隧道围岩压力演化趋势及预测模型,提出了公路隧道围岩压力演化趋势的预测方法。     

隧顶溶洞下隧道围岩稳定性数值模拟

隧道顶部存在溶洞时,将对整个隧道围岩的应力重分布产生较大的影响。利用有限元程序对隧道顶部存在溶洞的公路隧道围岩稳定性进行一系列的数值模拟研究,探讨隧道顶部溶洞大小及位置对围岩稳定性的影响,并得出一些经验关系。     

下穿重载公路隧道变形模拟分析

鹰窝山隧道浅埋段下穿以运煤车辆为主的锦赤公路。车辆超载现象严重,隧道围岩为全风化花岗岩,围岩稳定性极差。在隧道施工过程中必须保证公路正常运营,施工难度大。基于现场试验获得了围岩物理力学参数,采用数值方法对施工方案进行了三维数值模拟,计算结果和隧道变形结果均表明,所采用下穿公路的隧道施工方案是合理的,保证了隧道施工安全和下穿公路的安全。     

对大跨度公路隧道围岩长期稳定性的研究

目前的现行设计规范主要是针对15m以内的公路隧道,而对一些跨高比大,受力不均衡,稳定性较差的大跨度公路隧道,在对其进行开挖过程中对安全性的要求相较于一般的公路隧道更严格。本文通过对大跨度公路隧道现场进行围岩物性参数进行数据监测,并将得来的相应现实公路隧道数据简化为几何和力学模型进行分析,利用实际数据与理论分析相结合的方法,得出相应围岩的应力和位移分布规,进行大跨度公路隧道的稳定性分析,为大跨度公路稳定性建设提供数据及公式基础。     

西太平山隧道监控量测与稳定性分析研究

介绍了张家口城市快速路西太平山隧道监控量测方法,并对施工中的围岩稳定性情况进行了分析,表明应用公路隧道现场监控量测数据对隧道施工有指导和改进意义.     

阳宗隧道围岩变形的神经网络技术预测

隧道新奥法施工中,常以围岩变形量作为评判围岩稳定性和支护结构合理性的重要指标.公路隧道围岩变形量是随时间而变化的数据序列,因而可以建立一些实时跟踪预测模型和方法.本文根据阳宗隧道围岩拱顶下沉位移变形的特性,采用神经网络技术来预测其变形量,结果表明该方法简易、有效.     

阳宗隧道围岩变形的神经网络技术预测

隧道新奥法施工中,常以围岩变形量作为评判围岩稳定性和支护结构合理性的重要指标.公路隧道围岩变形量是随时间而变化的数据序列,因而可以建立一些实时跟踪预测模型和方法.本文根据阳宗隧道围岩拱顶下沉位移变形的特性,采用神经网络技术来预测其变形量,结果表明该方法简易、有效.     

针对开挖方法不同对公路隧道围岩稳定影响分析

近些年我国的隧道工程有了快速发展,岩土工程也在从小变形向着大变形岩土工程的方向发展。隧道开挖过程中最为主要的就是确保围岩稳定性,而不同的开挖方法对于隧道围岩稳定性具有不同的影响。本文主要对不同开挖方法对于公路隧道围岩稳定性的影响进行了分析,能够对工程实践起到非常重要的指导作用。     

既有桩基影响下隧道开挖地层变形规律研究

为了研究城市隧道沿线邻近既有桩基的情况下,隧道开挖导致的地层变形规律,本文通过一个透明土物理模型试验并采用基于PIV技术的土体内部断层三维变形量测系统监测变形,得到了在既有桩基影响下,隧道施工过程中的地层规律。研究结果表明:隧道开挖引起的周围土体变形区域主要位于隧道上方及上方左右两侧,变形主要以竖向沉降为主,水平变形为辅,砂土地层呈现出整体较均匀变形模式,竖直与水平方向变形均大致对应隧道轴线对称;砂土地层中,隧道掌子面在桩基-隧道中心轴线前时,隧道周围地层变形较小,即隧道开挖的影响还未到达(刚到达)该区域;掌子面位置经过桩基-隧道中心轴线切面后,该切面上地层发生持续变形,直至掌子面位置距离该面约2倍直径后重新达到稳定平衡状态,变形基本完成。     

城市隧道洞口景观协调性研究

依据城市隧道洞口视觉景观格局的影响因素,从视觉协调与驾驶员的行驶安全性两方面进行指标选择,建立指标评价体系,运用集对分析方法对重庆既有城市隧道的景观环境现状进行评价分析。结果表明,该方法适用于城市隧道洞VI评价;同时提出了城市隧道洞口景观环境建设的建议。     

富地表水浅埋偏压隧道围岩变形的实时监测研究

偏压隧道一般位于风化破碎岩层、堆积层、冲积层或坡积层等较松软地层,埋深往往较浅,在隧道开挖过程中,洞顶下沉较大,难以形成自然平衡拱.通过研究广珠铁路江门隧道典型断面围岩周边水平位移、拱顶沉降和地表沉降的实测数据,分析了隧道开挖引起围岩变形与破坏特征.分析表明,周边水平收敛和拱顶沉降均为开挖初期变化速率较快,开挖一段时间后变形趋于稳定.     

山区高速公路隧道交通安全研究

随着隧道的较广泛应用,隧道交通安全问题日益突出。研究山区高速公路隧道安全问题,建立安全审核清单以主动防御和减少交通事故,为提高隧道的运营安全性提供了理论和技术支持,具有重要的应用价值。本文研究了山区高速公路隧道安全问题,建立了安全评价清单,并针对隧道安全问题提出了改善措施。     

隧道抗震仰拱形式优化分析

借助大型有限元软件ANSYS对隧道的地震反应进行数值模拟研究,确定计算模型并选取适当的材料参数,利用EL.Centro地震波研究处于特定条件下仰拱形式不同的隧道,分析隧道衬砌的位移、应力变化情况,确定不同围岩条件下适宜的隧道仰拱曲率半径,优化隧道仰拱形式。     

短距离连续公路隧道污染空气窜流数值分析

目前,国内外对采用双洞单向行驶交通形式的隧道通风问题的研究中,大多忽视短距离连续隧道间污染空气窜流的二次污染问题,对隧道通风效率的影响也鲜见报导。以水涧山隧道与石鼓隧道进、出口段以及隧道间空旷区域为分析对象,以CO浓度为依据,采用FLUENT软件对洞口污染空气的扩散及其对下游隧道窜流的影响进行研究,并提出通过修筑通风洞和明洞处设置射流风机减少污气窜流的对策。     

浅埋膨胀岩隧道洞口变形处理方法研究——玉蒙铁路新寨隧道案例

膨胀岩隧道洞口段施工中变形问题较为多见,整治有一定难度。阐述玉蒙铁路新寨隧道进口段施工过程中隧道洞口的变形情况、变形处理方案、支护措施及效果监测。研究能够为浅埋膨胀岩隧道洞口段的变形处理提供案例借鉴。     

车行横洞施工对隧道主洞变形的影响

针对隧道车行横洞施工对主洞结构产生影响,以运城-灵宝高速公路中条山隧道工程为依托,采用现场试验和三维有限元仿真的方法,对车行横洞施工阶段主洞的变形规律进行了研究。研究结果表明：车行横洞施工对主洞的影响,在时间上主要表现在交叉口初支拆除和横洞的第1个开挖步,随着横洞开挖深度的增加,主洞结构的变形逐步趋于稳定;车行横洞施工对隧道主洞围岩变形影响主要表现为主洞拱顶下沉量增加和开挖侧拱脚水平位移减小,主洞未开挖侧拱脚水平位移影响不大。     

明挖法隧道施工对近接桥梁桩基的影响及对策分析

以我国某隧道工程为实际案例,合理采用三维有限元解析法对隧道工程进行研究,进一步深入探讨隧道工程应用明挖法进行施工是否会对近接桥梁桩基造成影响,是否会产生变形情况。研究结果表明,隧道工程对近接桥梁桩基进行施工时,相应位置出现了比较显著的变形,同时基坑侧墙的部分区域也发生了变形情况。针对此现象,笔者提出了与之相应的施工建议,为今后相似的隧道工程施工提供了强有力依据。     

公路隧道技术状况评价体系研究

根据公路隧道养护工作的特点,在国内外隧道评价研究的基础上,建立了具有区域特点的多层次公路隧道技术状况评价体系,将隧道土建结构、机电设施、其他工程设施和运营安全管理统一纳入到该体系中,提出了基于AHP法和Delphi法的隧道评价方法及状态划分原则,评价结果可为隧道检测、养护和维修提供科学的决策支持.