软岩隧道围岩压力模型试验研究

采用相似材料模型试验方法,对软岩隧道在以竖直地应力为主和水平地应力为主两种情况下围岩压力分布规律进行了研究.研究结果表明,隧道围岩应力升高区在隧道周围1倍洞径之内,应力集中系数约为1.2～1.5.因围岩应力重分布而出现塑性区,高应力向深部转移.隧道施作衬砌后,随着洞周围岩应力进一步释放,塑性区继续扩张,应力升高区也进一步向围岩深部发展,洞周的应力集中现象有所减小.隧道边墙中部、拱肩、拱顶是比较关键的部位,应加强支护.     

不连续面倾角对圆形洞室围岩应力分布的影响

本文通过模型试验,对不连续面倾角对圆形洞室围岩应力分布的影响进行了研究。结果表明;不连续面的存在,从根本上改变了围岩应力分布的性质,迄今广为使用的基尔西解,不能正确地描述具有倾斜不连续面的围岩中的弹性应力场;具有不连续面的围岩,与完整围岩比较,在应力集中因子、应力变化梯度、受拉区范围以及破坏形态等方面,都有新的特点。     

高地应力隧道施工对围岩应力与变形的影响研究

依据围岩稳定性理论,通过数值模拟方法,针对参数变化较大的几类围岩及参数在小范围变化的同一类围岩在高地应力圆形隧道施工过程中围岩应力与变形的表现形式,建立大量数值模型进行分析。结果表明：围岩较好的隧道主要应解决高地应力集中问题,围岩较软弱的隧道主要应解决变形问题;围岩参数小范围变化时,对围岩应力影响由大到小的参数依次为内摩擦角、粘聚力、泊松比、弹性模量,对围岩变形影响由大到小的参数依次为弹性模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比。     

隧道初期支护变形特性空间效应分析及结构尺寸优化

针对长大公路隧道进口段软弱围岩稳定性较差,而隧洞的开挖进一步破坏了岩体的初始应力平衡状态,围岩应力状态的改变不利于围岩的稳定性问题,通过三维有限差分方法分析了初支尺寸、初支时机、初支刚度对围岩和支护结构的力学特性的影响,得出一些对软弱围岩山岭双线隧道具有实际指导意义的结论,为设计和施工提供可靠的依据。     

应变软化对深部隧道围岩多层断裂的影响研究

基于隧道围岩响应机理建立数值模型,以围岩峰后特征之一的塑性应变软化为目标,通过数值模拟揭示出在一定条件下,围岩中多层断裂现象的产生与其塑性应变阈值相对应。当围岩的塑性应变软化值低于其阈值时,围岩中应力的传递及应变响应与浅部经典围岩破裂规律迥异。然后进一步分析了应变软化值的大小对围岩中断裂层数、断裂总范围的影响,评估了多层断裂发生时围岩中切次生向应力与径向应力的相对关系,为深部岩体地下工程的开挖及支护设计提供了参考依据。     

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。     

基于强度应力比的挤压性围岩隧道承载拱变化规律研究

围岩承载拱理论可很好地解释隧道施工过程中围岩是承载主体,特别是挤压性围岩隧道支护抗力远小于初始地应力,围岩承载主体地位更为突出。围岩强度应力比是挤压性围岩隧道变形分级的主要判别指标。从围岩承载拱理论出发,推导了基于强度应力比的挤压性围岩隧道承载拱理论解,建立了围岩承载拱范围与挤压性围岩隧道变形分级的定量关系。研究结果表明:挤压性围岩隧道围岩承载拱厚度随围岩强度应力比减小而增大,随隧道洞径增大而增大,随围岩强度减小而增大,随初始地应力的增大而增大,随支护抗力的减小而增大;通过地层注浆加固改善围岩强度及通过增大支护刚度而提高支护抗力,均可有效降低承载拱厚度,从而提高围岩稳定性。研究成果可为挤压性围岩隧道设计施工提供理论支撑。     

隧道施工数值模拟与监控

以某公路隧道施工为背景,对隧道台阶法开挖方式进行了施工数值模拟和现场监测监控,分析开挖过程中的围岩应力的变化情况,并将模拟结果与现场监测结果进行比较.结果表明：钢弦式传感器可用于围岩应力监测;开挖下台阶时,围岩的应力变化剧烈,下台阶远离监测断面后,监测点的应力变化趋于平稳;通过对监测数据的拟合,在开挖145 d后围岩已经趋于稳定,可以施作二次衬砌.     

隧道开挖钻孔应力测量分析

隧道的稳定性是隧道设计与施工中重点考虑的部分，直接影响隧道在施工过程和后期使用的安全问题，而围岩应力是评价囤岩稳定性的重要参数之一．针对公路隧道施工过程中出现的围岩应力变化，采用钻孔应力计法对隧道围岩应力进行了测试分析．获得多个深度的围岩应力状态．及其随深度的变化规律和随时间的变化规律等重要信息。以大广高速烧锅隧道为工程背景．通过在隧道两壁安装钻孔应力计，测量固定点钻孔应力随隧道掘进的变化情况，     

双支撑工作模式下TBM撑靴与围岩接触仿真

撑靴为TBM的前进及稳定性提供保障,与围岩的接触是否均匀直接影响工作的稳定性,针对撑靴与围岩接触会因为应力分布不均匀而导致支撑不稳或围岩坍塌等问题,以新型TBM的撑靴为研究对象,根据试验台的三维模型创建撑靴和其他机构之间的力传递特性,建立双支撑工作模式下撑靴与围岩的接触模型,采用有限元方法研究撑靴与围岩接触面应力、位移分布。结果表明:撑靴与围岩的综合应力分布较为均匀,在周向尺寸上分布在-18°～18°范围内,撑靴接触表面最大应力为13.3 MPa,围岩接触表面最大应力为4.03 MPa。撑靴接触表面综合位移中间小、两端大,而在围岩接触表面综合位移中间大,向四周位移逐渐减小。并且运用赫兹公式对有限元分析的结果进行验证,误差为0.5 MPa,表明分析结果可靠,为提高整机稳定性提供了参考。     

水平泥砂互层隧道围岩稳定性研究

以大梁峁特长公路隧道为依托,针对水平层状岩体隧道,采用ANSYS数值分析软件将水平泥岩砂岩互层岩体等效为正交各向异性的方式,对隧道开挖过程中围岩稳定性进行了数值试验分析,通过分析围岩塑性区、围岩应力、隧道变形、锚杆轴力、初支及二衬内力,得出施工采用支护参数的合理性和水平泥岩砂岩互层隧道围岩变形和初支、二衬应力的分布特征.     

高速公路隧道围岩稳定性研究

隧道围岩的稳定性对高速公路的建设和运营起着重要的作用。本文首先介绍了隧道围岩变形破坏的四种机制,包括结构面控型、强度-应力控制型、混合类型和特殊类型四种类型。其次,着重分析了影响隧道围岩稳定性的多种因素,包括岩石性质、岩石硬度、岩石完整程度、岩体结构、结构面特性、初始应力状态以及地下水作用特点等。为提高隧道围岩的稳定性和高速公路的安全运营提供指导意义。     

围岩监测信息在隧道工程中的应用

以北京至承德高速公路某隧道工程实践为研究背景,在隧道围岩动态地质跟踪调查的基础上,利用常规的围岩位移监测、应力监测,以及现场点荷载试验,及时的得到了施工过程中的围岩变化综合信息。围岩位移与应力等监测信息为隧道信息化设计和施工提供依据,是隧道信息化施工、设计的重要手段,对山区高速公路隧道的施工与设计具有一定的参考意义。     

围岩监测信息在隧道工程中的应用

以北京一承德高速公路某隧道工程实践为研究背景,在隧道围岩动态地质跟踪调查的基础上,利用常规的围岩位移监测、应力监测以及现场点荷载试验.可及时得到施工过程中围岩变化的综合信息.围岩位移与应力等监测信息为隧道信息化设计和施工提供了依据,是隧道信息化施工、设计的重要手段,对山区高速公路隧道的设计与施工具有一定的参考意义.     

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。     

子结构法及其在隧道围岩应力分析中的应用

文中讨论了子结构法的计算步骤,并提出一个解决主、子结构之间接口问题的方案。在隧道围岩应力分析中,特别是对于围岩应力的非线性分析,子结构法可使计算得到很大简化。     

深埋高应力围岩变形破坏三维物理模拟试验

随着我国浅部资源的逐渐减少和枯竭,矿物资源地下开采的深度越来越大,深埋高应力巷道的围岩变形、破坏规律的研究显得更加重要。采用WYQ1000—Ⅰ型地下工程综合模拟试验系统,通过三维物理试验模拟巷道的真实开挖、变形和破坏过程,研究有、无支护体系形态下的围岩变形,针对围岩应力以及位移变形破坏特征进行深入分析,得出深埋高应力巷道围岩变形破坏及支护作用机理。     

高应力软岩隧道衬砌结构探讨

在高应力软岩段,围岩压力大、围岩变形具有明显的时间效应,高地应力软岩隧道的支护结构要能够适应、协调围岩的大变形,释放围岩的压力,同时保障结构本身能够持续不断提供支护阻力而又不出现开裂、塌方现象。以某高速公路高应力软岩段为例,隧道支护结构采用临时防护罩+刚性初期支护+二次衬砌的组合型式,并通过数值计算、现场监控量测等方式验证了方案的合理性,对类似工程的设计有一定的借鉴意义。     

乌鞘岭隧道F7断层带监控量测

乌鞘岭隧道是国内最长的单线铁路隧道,隧道在F7断层带施工过程中,围岩出现多处变形侵限及坍塌事故。为保证隧道的正常施工,掌握围岩动态和支护结构的工作状态,进行了收敛变形、锚杆轴力、初支混凝土应力、初支围岩压力、二衬接触压力、二衬混凝土应力等多项涉及围岩稳定性及支护合理性参数的跟踪量测,利用量测结果指导设计施工及预见事故和险情,保证了隧道顺利贯通。     

冻胀力作用下土质隧道衬砌内力影响因素敏感度分析

运用有限元数值模拟,计算分析了隧道衬砌内力(弯矩、轴力、最大拉应力)对土体冻胀率、冻结圈厚度、衬砌厚度、围岩弹模的敏感度。研究表明:隧道衬砌弯矩、轴力及拉应力对围岩自由冻胀率均敏感;隧道衬砌轴力、拉应力对围岩弹模敏感,而隧道衬砌弯矩对围岩弹模的敏感度较小;隧道衬砌内力受冻结圈深度影响较为明显,而衬砌厚度对衬砌内力影响相对最弱。建议对于季节性冻土区隧道设置保温隔热层及在衬砌背后一定范围内的注浆。