洞室开挖后围岩应力集中系数的特征分析

通过对洞室开挖后应力集中系数的研究,讨论了该系数与开挖后隧道洞室稳定性的关系,并重点分析了影响洞室开挖后应力集中系数的因素。     

巨跨扁平洞室施工期拱部沉降分析

为解决巨跨扁平洞室工程现场监测数据匮乏和研究手段单一等现状对洞室变形特征及稳定性分析造成的困扰,以某水平地应力为主应力的巨跨洞室为例,结合洞室的地质条件、地应力及开挖步序,采取现场监测数据分析和三维数值计算的方法,得出巨跨扁平洞室拱部沉降特征。结果表明： 1）巨跨洞室拱部沉降较小,最大值为22.8 mm,且受地质条件、地应力、结构面等因素影响,其变形具有一定的离散性; 2）巨跨洞室中岩柱拆除步序引起的沉降占总沉降的40％~60％; 3）巨跨洞室开挖过程的变形曲线呈现台阶状和锯齿状相结合的特点,其稳定机制为应力控制的整体稳定和结构面控制的局部稳定相结合; 4）巨跨洞室开挖引起的拱顶扰动范围主要存在洞室周边浅层岩体,拱肩附近的扰动范围主要存在洞室周边浅中层岩体,开挖对深层岩体的影响较弱。     

超大跨度扁平地下洞室变形控制标准研究

为解决目前超大跨度扁平地下洞室(跨度大于50 m)变形控制尚无明确规范的问题，基于某工程实例，采用理论解析与数值模拟相结合的方法，对大跨洞室变形控制标准进行研究。以围岩应变作为岩体强度指标评判大跨洞室稳定性，建立洞室拱顶沉降量S与围岩极限应变ε的关系，并提出以“沉降跨度比”作为大跨洞室沉降变形控制指标，给出适用于各施工阶段的变形控制标准，并建立变形控制标准分级管理办法。研究结果表明：1）大跨洞室沉降变形允许值与洞室几何形状、围岩强度特性相关；2）结合本工程大跨洞室“分部开挖-预留岩柱”的开挖方案，洞室变形主要发生在大跨洞室阶段。     

一种确定预应力锚索在地下工程支护设计中自由段长度的方法

随着地铁地下车站大跨径洞室的修建,出现了很多围岩坍塌病害问题,预应力锚索通过施加预应力对洞室围岩有良好的支护效果。针对地下洞室顶部的围岩特性,介绍在其支护设计中,确定预应力锚索自由段长度的一种方法。     

雪峰山公路隧道风机洞室围岩稳定性研究

雪峰山公路隧道中的通风洞室结构复杂,洞室断面跨度较大、间距较小,因此,设计与施工过程的围岩安全性与稳定性是工程设计施工的关键,有必要采取有效的数值计算方法和计算模型,对洞室群进行详细的数值模拟分析.在地应力反演结果的基础上,应用国际通用程序三维快速拉格朗日分析(FLAC--3D)对风机洞室在不同围岩力学参数下的力学行为进行数值模拟,得到了洞室围岩的应力、位移和破损区的分布规律,研究成果对工程具有重要的指导意义.     

圆形地下洞室开挖围岩扰动区及塑性区范围的确定及讨论

地下洞室的开挖将会导致围岩应力重分布,在洞室周围产生扰动区,扰动区包括塑性变形区和弹性变形区。分析了开挖卸荷后围岩应力状态的变化,并利用弹塑性力学原理,探讨了地下洞室开挖导致的局部应力集中对应力重分布的影响规律;在此基础上,利用塑性区单元体应力平衡方程和摩尔—库伦准则建立了塑性区半径计算公式,可用来确定圆形洞室开挖扰动岩体临界破坏深度。     

关角隧道碳质板岩段洞室支护体系综合评价指标研究

关角隧道9#斜井工区为高地应力软岩区段,开挖后洞室变形较大、稳定性差。文章首先根据理论公式分析了影响洞室变形和塑性区大小的主要因素,而后针对碳质板岩段,采用数值计算的方法具体分析了岩体变形、强度参数、地应力特征、开挖断面形式以及支护刚度等因素对洞室变形的影响;最后结合不同开挖断面形式和不同支护刚度的现场试验,提出了考虑地质环境、洞室形状和支护特征的隧道洞室支护体系评价指标F,并采用该指标对碳质板岩段支护体系进行了评价,其结果与变形等级有较好的对应关系。该指标对于设计阶段隧道支护体系的评价有一定的参考价值。     

阿尔及利亚东西高速公路隧道安全洞室设计与施工

阿尔及利亚东西高速公路按法国规范进行设计。本文介绍了东西高速公路隧道安全洞室设计过程、设计施工方案。本项目洞室采用先施工主洞二次衬砌,再进行洞室开挖支护的方案,并强调支护衬砌设计应与施工方案紧密配合。     

衬砌洞室群在平面SV波多角度入射下动应力集中问题研究

采用波函数展开法给出了半空间中衬砌洞室群在平面SV波入射下动应力集中问题的一个级数解析解.在满足一定的精度要求下,时无穷级数进行截断数值计算.衬砌分为刚性衬砌、无衬砌、柔性衬砌3种.计算结果表明:不同的入射角度对动应力集中系数具有重要的影响;洞室间距对动应力集中系数也有重要影响,当洞室之间距离较近时,洞室之间的相互作用对地下洞室群的动应力集中具有显著的放大作用;衬砌刚度对动应力集中问题也具有显著的影响,其中,刚性衬砌的动应力集中系数最大,无衬砌次之,柔性衬砌最小.     

巨跨洞室二次衬砌结构设计方法研究

针对现有荷载-结构法得出的巨跨洞室二次衬砌结构厚度大、经济性和施工可操作性差等问题，基于某跨度超50 m的巨跨洞室的整体和局部稳定特点，提出巨跨洞室二次衬砌结构承担洞室剩余变形和块体不稳定荷载的作用机制，并论述二次衬砌结构设计的计算过程。得出结果如下： 1）巨跨二次衬砌结构承担洞室剩余变形和不稳定块体荷载这一力学模型符合巨跨洞室整体和局部稳定机制； 2）洞室剩余变形为极限沉降与既有沉降的差值，采用此方法得出的剩余变形值与二次衬砌和喷射混凝土接触压力实测值具有较高的一致性； 3）所提出的不稳定块体荷载是针对洞室薄弱部位重点设计，安全性高; 4）采用本文的设计方法得出的拱部及边墙二次衬砌厚度分别为0.8、1.4 m，相较于常规设计方法，厚度减少了27％~53％。     

应力流守恒原理及地下洞室群支护结构设计方法

为解决复杂洞室群各洞室之间岩墙、岩板的受力计算和稳定性分析的难题,基于力学平衡的思想提出应力流守恒原理,即隧道开挖前后任意水平剖面围岩竖向应力流和任意竖直剖面的水平应力流将保持不变,从而计算洞室群中各个岩墙、岩板、岩柱的受力,并根据其稳定性设计支护结构措施。京张高铁八达岭长城站地下洞室群支护结构设计结果表明,与传统经验法和数值模拟法设计相比,基于应力流守恒原理的洞室群支护结构设计方法具有计算便捷、安全可靠的优点。     

雪峰山公路隧道风机洞室围岩稳定性研究

雪峰山公路隧道中的通风洞室结构复杂，洞室断面跨度较大、间距较小，因此，设计与施工过程的围岩安全性与稳定性是工程设计施工的关键，有必要采取有效的数值计算方法和计算模型，对洞室群进行详细的数值模拟分析。在地应力反演结果的基础上，应用国际通用程序三维快速拉格朗日分析（FLAC-3D）对风机洞室在不同围岩力学参数下的力学行为进行数值模拟，得到了洞室围岩的应力、位移和破损区的分布规律，研究成果对工程具有重要的指导意义。     

预裂爆破技术在某洞库高直边墙开挖中的应用研究

以某洞库工程主洞室中层开挖施工为背景,洞室基岩为中粗粒花岗岩,其间穿插其它岩脉,如何保证安全和洞库工程的成型质量最为关键。在高直边墙中,采用预裂爆破技术,在对中层开挖方案研究的基础上,通过试验确定了预裂爆破参数和围岩Q值的选取,成功实现了大型洞室高直边墙预裂爆破,大大提高了洞库工程成型质量,并确保了安全。     

非对称建筑荷载作用下小净距隧道施工模拟分析

在非对称建筑荷载作用下,采用CRD法和预留核心土弧形导坑法两种施工开挖方案,对小净距隧道的施工过程进行了数值模拟研究.对两种施工方案的洞室周边竖向变形、地中围岩变形和洞室周边的围岩应力进行了对比分析,揭示了非对称建筑荷载作用下两种方案的洞室周边竖向变形规律和变形规律的相似性,获得了地中围岩变形的变化规律,对信息化反馈施工,指出了必须重点监控与关注的位置.     

浅埋大跨矩形隧道施工过程稳定性数值模拟

对超浅埋近距离双孔大跨径的平行隧道,采用不同的开挖方法和开挖顺序会有不同的结果,两洞室开挖时,由于洞室开挖的不同步,地层刚度不再对称,后续开挖洞室的施工对已开挖的洞室有影响,其影响又与围岩级别、隧道间的间距、开挖和支护方式等因素相关,采用有限元方法模拟这些因素对此类隧道在开挖后地表和拱顶下沉的影响规律。     

砼空心板梁桥洞室内积水原因与防治措施

砼空心板梁桥洞室内积水是公路桥梁养护维修中发现的新病害。文中总结了洞室内积水判断方法,分析了洞室内积水的危害及其产生原因,提出了设计、建设和养护中应采取的预防措施以及出现积水后的养护维修措施。     

地下液化石油气储库人工水幕施工技术

BP珠海地下液化石油气储库洞室采用人工水幕密封方式。文中阐述了在洞室上部围岩中钻孔注水的人工水幕的施工方法,重点介绍水幕水平钻孔、水幕临时注水调试等施工技术,确保地下水维持在安全水位。在丁烷储库水幕和丙烷储库的临时供水方案中,丙烷储库水幕临时供水,利用了通道内裂隙渗漏水作为水源,不仅节约了用水,还减轻了洞内排水的压力。其施工技术对类似地下洞室工程施工很有借鉴意义。     

城市超浅埋平顶大跨断面软岩洞室施工数值分析

针对天津市营口道地铁车站暗挖超浅埋平顶大跨大断面风道洞室项目,运用大型有限元数值计算软件（ANSYS）模拟计算大断面洞室分部开挖方式,进行非线性力学特性分析,结合施工方法和监测资料对比,对施工方法最优化设计,确保洞室围岩在开挖过程中处于最佳稳定状态。     

二向不等围压和线性内压下椭圆形水工洞室的应力计算

应用复变函数保角变换方法和弹性力学理论,推导了椭圆形水工洞室在线性内压和二向不等围压共同作用下应力的计算公式,并给出椭圆形水工洞室的应力解析公式。其推导方法也适用类似工程问题的求解。     

地下洞室施工过程围岩稳定监控方法及其应用

着重从施工过程控制的角度,在分析围岩变形特征、施工程序特征以及围岩稳定监控方法基础上,提出了地下洞室施工过程围岩稳定监控的三类指标和方法,并应用于福堂水电站调压井洞室施工安全监控中,起到了指导工程安全施工的良好作用。