埋深对超浅埋软岩大断面隧道开挖变形影响研究

超浅埋隧道工程施工中除保证自身施工稳定性外,也需要严格控制隧道周边土体与路基的沉降变形,基于以上问题,现以厦门某超浅埋软岩大断面隧道开挖工程为背景,通过理论分析、数值模拟以及模型试验等手段,对不同埋深下的路基以及洞室变形规律进行分析研究,并在此基础上提出了相应的控制措施.研究结果表明:1)超浅埋大断面隧道开挖,埋深对隧道围岩以及地面变形的影响较大,开挖时为保证隧道稳定性以及降低对地面的影响,埋深应尽量增大,同时注意支护的合理性与及时性.2)超浅埋大断面开挖过程中,埋深与隧道周边围岩的变形成正比,但不影响其分布状态;由于路基的相对稳定性,路基下拱顶的应力与形变变化率均较大,容易造成坍塌;且隧道开挖过程中,拱脚处变形与应力均较大,容易造成围岩破碎,需要加强支护.3)开挖过程中,随埋深增加,地面以及路基变形逐渐较小;与周边土体表面相比,路基的地面沉降相对较小,但影响范围相对较大,产生较大面积的不均匀沉降,破坏路基整体性,需要加强路基地面不均匀沉降的监测.     

浅埋软弱围岩隧道超前管幕施工力学行为分析

浅埋软弱围岩隧道自稳能力差、易坍塌,必须设置足够强度的支护结构辅助稳定。以京沈高铁高丽营隧道为工程背景,分别采用荷载结构法和地层结构法开展数值模拟,探究浅埋软弱围岩隧道超前管幕的力学机理。研究结果表明:①荷载结构法数值模拟中,管幕轴力关于隧道轴线呈正对称分布,剪力和弯矩呈反对称分布;②地层结构法数值模拟中,越靠近掌子面的管幕弯矩越大,不同施工工序对管幕弯矩变化的影响程度不同,影响最大的是开挖右上导坑;③采用荷载结构法得到的管幕挠度曲线与理论挠度曲线形状相似,而地层结构法得到的曲线与之相差较大。可以认为,采用荷载结构法对浅埋软弱围岩隧道支护体系进行模拟分析时,其计算结果更接近工程实际。     

高地应力层状软岩隧道大变形预测分级研究

为探明高地应力层状软岩隧道的非对称变形破坏规律及其支护结构的非对称受力特性,结合碳质千枚岩力学特性与变形破坏机制的各向异性特性,对层状软岩隧道围岩的非对称变形破坏特征进行了分析. 在93座典型高地应力层状软岩隧道变形数据的基础上,系统性地分析了隧道拱顶沉降、水平收敛、最大变形量与地应力、岩体抗压强度、隧道埋深之间的关系. 研究结果表明:高地应力层状软岩隧道的变形量与最大地应力、岩体抗压强度、埋深的分布较为离散,在一定地应力、岩体强度或埋深条件下,隧道变形量既存在于高值区间,也存在于低值区间;隧道变形量随地应力的增大、岩体强度的降低、埋深的升高逐渐向高值区间靠拢,高地应力层状软岩隧道大变形是高地应力、软弱围岩、层理弱面耦合作用的结果;基于隧道最大变形量与隧道强度应力比的幂指数变化规律,提出了高地应力层状软岩隧道的大变形预测分级指标.      

隧道动力深浅埋界限及其影响因素研究

通过有限元模拟计算了不同围岩条件、洞跨及地震烈度下的隧道地震反应特性,研究了隧道动力深浅埋划分界限及其影响因素。结果表明:隧道结构受力随着隧道埋深的增加呈现先增后减的变化规律,可见拐点即为深浅埋界限;围岩条件越好,隧道的动力深浅埋界限越深,隧道在Ⅲ级、Ⅳ级及Ⅴ级围岩条件下的动力深浅埋界限分别为100,80,60 m左右;隧道动力深浅埋界限深度随着隧道跨度的增加而减小,但其受影响程度较小,隧道在跨径为6,10,20 m的情况下的动力深浅埋界限分别为100,100,80 m左右;隧道动力深浅埋界限不受地震烈度的影响。     

隧道动力深浅埋界限及其影响因素研究

通过有限元模拟计算了不同围岩条件、洞跨及地震烈度下的隧道地震反应特性,研究了隧道动力深浅埋划分界限及其影响因素。结果表明:隧道结构受力随着隧道埋深的增加呈现先增后减的变化规律,可见拐点即为深浅埋界限;围岩条件越好,隧道的动力深浅埋界限越深,隧道在Ⅲ级、Ⅳ级及Ⅴ级围岩条件下的动力深浅埋界限分别为100,80,60 m左右;隧道动力深浅埋界限深度随着隧道跨度的增加而减小,但其受影响程度较小,隧道在跨径为6,10,20 m的情况下的动力深浅埋界限分别为100,100,80 m左右;隧道动力深浅埋界限不受地震烈度的影响。     

黄土隧道不同埋深段围岩收敛分析

为降低黄土V级围岩浅埋隧道围岩出现较大变形和坍塌的风险,保证安全施工,研究了黄土隧道不同埋深段围岩的收敛变形特性。通过高精度数显收敛计获取了五个不同埋深断面隧道开挖后20天的收敛数据,考虑了温度变化对数显收敛计钢尺读数的影响,利用数理统计的方法分析了不同断面隧道收敛率和累积收敛值。结果表明:各量测断面的收敛率先降低后趋于稳定,收敛率存在负值现象,埋深越大,其出现的概率越大;随着隧道埋深增加,最大累积收敛值急剧降低,并逐渐趋于稳定。     

锚杆支护对土质隧道围岩位移影响的数值分析

采用离散元法模拟了锚杆支护对土质隧道围岩位移的影响，分析了锚杆不同长度、不同间距时隧道上方围岩竖向位移的变化情况。结果表明：固定锚杆间距，锚杆越长在其加固范围内的隧道上方围岩竖向位移越小，但其加固范围以外的隧道上方围岩竖向位移反而略有增大；固定锚杆长度，随其间距的增大隧道上方围岩竖向位移始终有增大的趋势，且拱顶围岩竖向位移大体呈对数曲线增大的趋势；锚杆最优间距随其总长度的增加而减小。     

软弱围岩偏压连拱隧道施工方法优化模拟研究

偏压连拱隧道不同的施工方法对岩体的受力特征和稳定性有着截然不同的影响,在地质条件较差的情况下该影响更为明显.本文运用FLAC2D对隧道合理开挖方法进行二维数值模拟研究,分析了某隧道在台阶法及双侧壁导坑法下围岩和中隔墙的应力应变情况,并分别对先开挖埋深较浅的一侧和先开挖埋深较深的一侧两种不同施工顺序进行分析比较,提出了类似条件下建议的施工方法.     

浅埋偏压软弱围岩高铁隧道施工技术

浅埋偏压软弱围岩隧道工程施工中,由于围岩结构的稳定性较差,在隧道开挖施工过程中很容易出现塌方现象。需要对浅埋偏压隧道工程施工工艺进行分析,以确保开挖施工安全和隧道结构的稳定性。主要以某工程实例为背景,建立隧道开挖施工有限元模型,介绍了隧道施工工艺对围岩结构稳定性的影响。     

斜穿过砂卵石层地质构造隧道开挖的三维数值模拟分析

以某地铁隧道浅埋暗挖法为研究对象,建立了斜穿过砂卵石地质构造隧道开挖的三维有限模型.通过模拟隧道开挖,分析了隧道在不同支护工况下的围岩应力、位移、塑性区.分析结果表明,在第一步开挖后围岩位移较小,第二步开挖后在砂卵石层最厚处的围岩位移急剧增大并在后续开挖过程中趋于稳定;开挖过程中砂卵石结构本身的性质使其承载力小,因此在其地质层处出现了塑性区;锚杆的支护作用提高了围岩的整体性能,减小了拱顶上部围岩的内应力;隧道开挖后的卸载作用使钢拱架承受上部围岩荷载且主要承受压应力.为防止隧道产生塌方开挖后应及时施做初期支护和二期衬砌.     

大峡山隧道V级围岩浅埋段进洞及塌方处理实例

结合大峡山隧道V级围岩浅埋段进洞及塌方处理实际,介绍了工程地质情况、进洞方案、塌方处治方法等,取得工程处治实效.     

基于FLAC3D大断面浅埋偏压隧道开挖 方式数值分析

以V级软弱围岩杏花村偏压隧道工程为背景,应用有限差分软件FLAC3D对大断面偏压隧道进行开挖数值模拟,研究大断面浅埋偏压隧道中微台阶法与环形开挖预留核心土开挖的不同效果。结合杏花村三车道隧道施工实测数据,通过对比分析发现模拟结果与实际监测结果一致。FLAC3D准确模拟软弱围岩浅埋偏压隧道开挖,结果表明:在大断面偏压隧道开挖中,偏压侧位移较大,施工过程中,可采取在偏压侧设置挡土墙或加厚衬砌厚度的措施。通过对数值模拟中围岩应力状态、衬砌结构内力的比较,综合考虑后采取环形开挖预留核心土法进行大断面偏压隧道开挖,有较好的施工效果。     

黄土隧道洞口浅埋段施工技术

羊走岭隧道穿越Ⅴ级浅埋黄土地层,按原设计方案施工时,围岩沉降较大,超过预留变形量,隧道存在塌方的可能。根据隧道围岩特点,经过多次调整、反复论证新的施工方案后,顺利通过了黄土浅埋地层,该方案有效解决了黄土浅埋含水地层的施工难题,对类似工程施工具有指导意义。     

张石高速公路某隧道浅埋破碎岩体地表加固预处理技术

张石高速公路k21+200-k21+400段野狐岭3#隧道地处野狐岭山脊南坡，全长200米，属短隧道。该隧道最大埋深位于隧道中部为18.5米，隧道进出口段埋深1～2米，其余埋深在10米～11米，基本属于浅埋隧道。从进洞口处施工现场所揭露的围岩情况来看：岩体风化非常严重，属强风化岩体，岩石极度破碎，均以软破岩石为主，节理裂隙发育，     

易隆隧道滑塌体大管棚施工技术

易隆隧道是曲嵩高速公路上行线一座单线三车道隧道,隧道穿越围岩滑塌体,埋深为30m～94m,属浅埋隧道,洞内岩体破碎松散,通过采用大管棚法施工,易隆隧道已经顺利通过洞内的滑塌体,既保证了既有高速公路通车,也保证了洞内不发生塌方等安全事故。实践证明：大管棚法是一种安全、快速、高效地通过洞内滑塌体的施工方法。     

大断面扩建隧道施工初期支护受力分析

运用ANSYS有限元软件对重庆渝州隧道原位扩建施工进行数值模拟,计算得到隧道地表沉降、扩建隧道初期支护弯矩及锚杆轴力;对比分析了计算结果与监控量测数据,得出原位扩建浅埋隧道的地表沉降影响范围,发现隧道扩挖后围岩内力的重分布对扩挖方向初期支护弯矩和系统锚杆轴力影响较大;指出在设计和施工时应该加强扩挖方向围岩及结构的支护和...     

朝家山1号隧道风化围岩塌方成因特征分析

结合朝家山1#隧道围岩塌方工况,从工程地质学的角度进行了研究,初步分析了隧道内特殊地质构造是其产生较大变形、坍塌的根本原因,指出隧道地质及围岩岩性复杂性、挤压构造岩体破碎、稳定性差以及破碎硬质岩体的失稳坍塌具有突发性是造成本次塌方的直接原因,并结合施工规范,为以后的施工提出了建议。     

易隆隧道滑塌体大管棚施工技术

易隆隧道是曲嵩高速公路上行线一座单线三车道隧道,隧道穿越围岩滑塌体,埋深为30m～94m,属浅埋隧道,洞内岩体破碎松散,通过采用大管棚法施工,易隆隧道已经顺利通过洞内的滑塌体,既保证了既有高速公路通车,也保证了洞内不发生塌方等安全事故.实践证明:大管棚法是一种安全、快速、高效地通过洞内滑塌体的施工方法.     

地面振动荷载作用下隧道支护结构动力分析

锦赤铁路鹰窝山隧道下穿重载运煤公路,由于公路损毁严重,需要压实重修。下穿公路段埋深较小,需要考虑隧道施工阶段地面压路机动荷载作用下支护结构的动力响应。通过分析单轮振动压路机的压实机理,确定了压路机作用于压实层的振动荷载。建立数值模型,分析了不同埋深条件下隧道支护各特征点的内力特征。分析结果表明:在隧道埋深较小时,振动荷载对拱顶弯矩的影响占据主导作用;随着隧道埋深的增加,振动荷载的作用减弱,围岩压力的作用逐渐增强。对于单线铁路隧道,当隧道埋深小于8m时,必须考虑振动荷载的影响。     

软弱破碎地层偏压小净距隧道群施工力学响应研究

软弱围岩条件下,偏压小净距隧道群施工极易诱发围岩失稳,造成施工安全事故。 以大山隧道工程为依托,基于有限元分析软件 ABAQUS建立数值模型,研究地层条件、隧道净距以及隧道埋深等因素对软弱围岩条件下偏压小净距隧道群施工的影响,分析施工诱发的围岩变形规律及其受力特点。研究表明:由于地层偏压的影响,小净距隧道施工引起的围岩变形规律具有显著的非对称性特点;在竖向位移和水平位移叠加的情况下,左右两侧机动车隧道顶部呈现更大范围W形沉降槽;围岩条件越差,隧道埋深越小,净距越小,隧道施工诱发的围岩变形越大;围岩的力学性质直接影响衬砌结构的受力状态,靠近中夹岩处的衬砌结构受力状态更不利。