开挖方法影响下的深埋隧道形变压力计算方法

为了研究开挖方法对围岩形变压力的影响,采用理论分析、文献调研及现场测试方法明确了其对围岩形变压力的影响规律;根据相应变化规律,基于多元非线性回归方法,考虑围岩级别、隧道跨度及隧道开挖方法因素建立了围岩形变压力定量计算公式;对54座隧道的205个实测形变压力断面数据（108个大型机械化配套大断面开挖施工监测断面、97个常规分部开挖施工监测断面）进行分析.结果表明:采用大型机械化大断面开挖方法,隧道开挖后围岩稳定,所产生的围岩形变压力小;采用常规机械化分部法开挖方法,所产生的围岩形变压力大;围岩形变压力计算公式中开挖方法影响系数k_c的取值范围为1.00～1.15,且围岩级别越大,k_c取值越大,开挖方法对围岩所产生形变压力的影响越明显.      

层状软岩隧道开挖稳定性及锚杆非对称支护方式研究

层状软岩地层中,隧道开挖后围岩的非对称破坏特征与支护结构的非对称受力特征显著,围岩的稳定性控制面临着较大的挑战。基于该背景,建立了层状岩体各向异性本构模型,并采用该模型分析了层理面的倾向与倾角对隧道破坏模式的影响,最终提出了围岩形变控制的锚杆非对称支护模式。研究结果表明:①当岩层倾角为0°,倾向为0°～180°或倾向为0°,倾角为0°～90°时,不同组合下围岩的塑性破坏区及形变显著区域均沿着隧道竖向轴线对称分布;倾角在0°～90°之间时,围岩的塑性区及形变显著区域呈现明显的非对称分布特征;倾角为90°,倾向为90°时,围岩塑性区及形变显著区域沿着隧道竖向轴线对称分布,其余倾向条件下,围岩的塑性区及形变显著区域沿着隧道竖向轴线非对称分布;②对于层状岩体而言,层理面特征是影响围岩破坏模式的最关键因素,而地应力场的方向是次要因素;③锚杆非对称支护方案,即首先加强围岩塑性破坏较大区域内的锚杆支护,其次加强围岩位移较大区域内的锚杆支护,可以有效的控制围岩的大变形与塑性区的发展。     

偏压隧道大变形对岩石力学参数敏感性分析

片岩偏压隧道开挖过程中产生大量大变形问题,严重影响工程进度。为了给隧道围岩稳定性分析及支护设计提供必要的围岩力学参数选取依据,采用数值模拟方法,研究了隧道变形对围岩力学参数(弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角)的敏感性。     

大断面小净距公路隧道现场监测分析研究

由于公路规模的扩大,大断面小净距隧道的设计理念得以应用。以鹤上隧道为监测对象,从围岩内部位移、洞周收敛、地表下沉等方面进行数据分析。分析隧道围岩和支护系统的受力和形变,找出最佳开挖时机和支护时机,作为优化设计的参考资料。研究所得的各种结论和引申理论都可以作为类似施工的借鉴和参照。     

干河隧道围岩分级及初支参数选取

随着公路隧道的大量建设,其理论研究及施工创新也得到到迅猛的发展,对围岩分级准确性和衬砌参数合理性的要求均会越来越高。目前国内公路隧道主要以新奥法为基本设计理念。即隧道设计时,充分发挥围岩自身的承载能力,并在此基础上进行初期支护设计及二次衬砌设计。依托干河隧道对公路隧道围岩分级与初期支护参数选取的实践与应用进行分析。     

基于收敛模式的围岩判别方法研究

为了研究隧道收敛模式与围岩类别相关性,将监控量测数据用于围岩判别,研究了常用围岩分类指标以及围岩判别分析中判别指标选取的问题.通过对量测数据进行回归分析提取收敛模式,提出了采用收敛模式指标作为判别因子建立围岩判别模型的方法.     

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

基于前人既有研究成果和日本龟浦隧道围岩变形试验,结合郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,阐述隧道施工影响下围岩变形动态规律,提出围岩变形控制的技术要点和技术措施,并提出相应的围岩变形控制建议.研究结果表明：隧道开挖后的围岩变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种形式,且这3种变形是同时发生的.控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和围岩大变形等是隧道围岩变形控制的要点.开挖过程控制和辅助工法控制是隧道围岩变形控制的重点,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是关键.     

严寒地区软塑粘土地层大断面浅埋隧道施工方案

东北隧道围岩大部分为粘性土,局部见砂层,部分地段含水量较高,围岩呈软可塑状态,自稳能力差。针对此特点,通过模型试验、室内理论分析和现场试验测试,系统研究比较了几种典型大断面隧道施工方案,选取了适合严寒地区大断面软塑粘土隧道施工的方法,并通过施工实践对隧道施工技术、施工工艺进行了深入研究和探讨,总结了一套严寒地区大断面浅埋软塑粘土隧道快速安全的施工技术。     

基于可拓学的隧道围岩稳定性评价

根据隧道的工程地质条件,确定了围岩稳定性的影响因素,即岩体的基本物理、力学性质、地下水以及节理发育条件等。在此基础上,运用可拓学理论,选取了对隧道围岩稳定性有重要影响的参数指标,在此基础上,建立隧道围岩稳定性定量评价模型,并通过可拓学计算程序,得出隧道围岩稳定性评价结果,将其与按相关规范计算的围岩稳定性评价结果相对比,结果基本吻合,因此,可以考虑将可拓学理论应用在隧道围岩稳定性评价的工作中。     

软弱围岩大跨度隧道三台阶七步法施工可行性分析

为了解决超大断面隧道在穿越软弱围岩地带容易发生失稳坍塌等病害的问题,目前国内大断面隧道施工普遍采用台阶部分法.选取深圳侨城东路隧道标准段为研究背景,首先针对超大断面隧道、地质条件复杂、围岩多为Ⅳ和Ⅴ级的复杂特征,采用原位钻探和室内岩石物理力学实验,获得隧道围岩关键参数;然后,利用FLAC3D数值模拟软件建立隧道模型,模拟三台阶七步施工工法对大断面隧道软弱围岩稳定性的影响;最后,对得到的隧道位移应力变化规律进行总结分析.结果表明:三台阶七步开挖法在侨城东路隧道施工时表现出了很强的适用性,且施工时对于下方隧道影响较小,不仅为侨城东路北延通道工程整体施工提供了数据支撑,也可为类似条件隧道施工工法的选择提供参考.     

浅谈高地应力软弱围岩流变施工技术

高地应力软弱围岩流变是隧道施工中比较突出的地质问题,为了研究其围岩流变控制方法,以四川甘孜的某高海拔隧道为例,围岩变形对隧道复合式衬砌造成了严重破坏。通过对该F7断层进行变形观测和模型数据分析,总结了该隧道高地应力软弱围岩流变的规律,提出对隧道围岩流变治理的措施,为该隧道顺利通过不良地质地段提供了技术指导。     

基于正态云理论的软弱隧道围岩分级

选取针对软弱隧道围岩的4个指标——单轴抗压强度Rc、完整性系数Kv、黏聚力c及软化系数Kf,构建了基于正态云理论的软弱隧道围岩分级体系;用隧道工程实例对软弱隧道围岩分级体系进行了验证计算,并以实际开挖围岩等级作为参照标准,对比分析了分别用正态云法与BQ法得到的围岩分级结果.结果 表明:与BQ法相比,正态云法得到的围岩等级与实际开挖围岩等级的一致性更高;验证了基于正态云理论的软弱隧道围岩分级体系的可行性;正态云法围岩分级体系可作为一种新的软弱围岩分级判定方法.     

基于正态云理论的软弱隧道围岩分级

选取针对软弱隧道围岩的4个指标——单轴抗压强度Rc、完整性系数Kv、黏聚力c及软化系数Kf,构建了基于正态云理论的软弱隧道围岩分级体系;用隧道工程实例对软弱隧道围岩分级体系进行了验证计算,并以实际开挖围岩等级作为参照标准,对比分析了分别用正态云法与BQ法得到的围岩分级结果.结果 表明:与BQ法相比,正态云法得到的围岩等级与实际开挖围岩等级的一致性更高;验证了基于正态云理论的软弱隧道围岩分级体系的可行性;正态云法围岩分级体系可作为一种新的软弱围岩分级判定方法.     

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。     

深埋软弱围岩隧道支护结构可靠性研究

研究深埋软弱围岩隧道支护结构的可靠性。构建了隧道结构的可靠性评价体系,采用蒙特卡罗概率设计以及有限元分析方法对深埋软弱围岩隧道支护结构的可靠性进行了分析,并讨论了可靠性分析结果表征,给其他深埋软弱围岩隧道支护结构的可靠性评价提供参考。     

围岩压力在公路隧道工程施工方法探讨

围岩压力是指在开挖隧道后围岩变形以及应力重新分布的一种物理现象。随着公路隧道工程建设规模的不断扩大,公路隧道工程中由围岩压力引起的围岩变形、坍塌以及支护变形等现象发生的次数也越来越多,由此人们开始认识到围岩压力的存在,并加大了对其研究力度,以确保隧道工程的质量。但是由于隧道工程中岩体、施工等各方面的随机性,以及隧道结构的复杂性,导致了对围岩压力的测量、计算较为困难。因此,在当下公路隧道建设大规模开展的形势下,必须要继续加大研究力度,认真分析压力计算方法,以提高公路隧道工程中围岩压力计算水平。     

人工神经元网络在公路隧道围岩判别中的应用

基于人工神经元网络原理,结合公路隧道围岩判别的工程实际资料,通过BP神经网络模型的有师学习记忆和预测功能,对公路隧道围岩判别预测进行了研究。通过实例预测检验,证明了人工神经元网络在公路隧道围岩判别中的可行性和实用性。     

考虑渗流场作用下的富水隧道稳定性影响因素分析

以云南省某高速公路中段双龙富水隧道为工程背景,基于流固耦合分析理论,对富水隧道围岩稳定性影响因素进行了分析.考虑渗流场作用时,围岩级别、隧道埋深和地下水水位等因素对围岩稳定性的综合影响,得到了Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级围岩在各种情况下隧道开挖后围岩应力应变、位移、塑性区和孔隙水压力分布等结果,探讨了隧道开挖渗流机制,并分析了富水隧道开挖后孔隙水压力的分布特点.研究结果直接指导了富水隧道防排水施工质量的改进与提高,为富水区隧道开挖设计提供了一定的理论参考.     

软弱黄土隧道支护结构力学特性测试

为研究软弱黄土隧道支护结构的受力特性,优化黄土隧道设计理论,以西宁过境高速公路某黄土隧道为依托,选取杂填土段、深埋段和浅埋段进行了大规模的现场测试,从支护受力的空间分布、时间分布、计算方法以及对比验证等方面,对围岩与初支接触压力、初支与二衬接触压力及二衬和仰拱混凝土的应变进行了系统的研究。分析结果表明:拱顶、拱肩处的压力值较大,是黄土隧道最危险的部位,容易发生坍塌;围岩压力计算值与实测值相差较大,现有方法在计算黄土断面围岩压力时存在较大的误差;深埋段围岩压力稳定时间最短,浅埋段次之,杂填土段时间最长;软弱黄土隧道"新奥法"原理指导下,"强初支,弱二衬"设计理念的采用,使二衬荷载承担比例控制在11%~36%范围内,充分发挥了初支对围岩变形的抑制作用,二衬仍作为安全储备。