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。     

基于Midas渗流-应力耦合模型的黄土隧道降雨入渗 稳定性分析

以陕西关中地区某大断面黄土隧道工程为依托,采用Midas软件建立渗流-应力耦合模型,通过参考陕西关中地区近年来的降雨量与降雨强度,在此模型中施加渗流作为边界条件,确定表面入渗的有效影响深度,利用三轴试验得出的不同含水率围岩参数对围岩材料进行调整,以及影响深度范围内的土性参数,对浅埋大断面黄土隧道稳定性受降雨入渗的影响进行分析,分析结果可为类似隧道开挖工程提供参考。     

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.      

兰州地铁浅埋大断面饱和黄土隧道施工力学特性研究

以兰州地铁一号线一期工程东岗站浅埋大断面区间隧道为例,考虑应力和渗流场共同作用,构建三维数值分析模型,对饱和黄土地层中大跨区间隧道双侧壁导坑法施工过程进行三维数值模拟分析,获得了孔隙水压力、围岩及初期支护应力、地表及洞壁位移、支护内力的分布特征,为饱和黄土地层中浅埋大断面区间隧道施工提供技术参考.     

浅埋大断面黄土隧道下穿公路安全施工技术

周山黄土隧道浅埋段下穿市政公路。由于隧道地层松散,埋深浅,断面开挖跨度大,隧道下穿施工极易引起道路路面沉降过大而影响路面正常行车。基于浅埋大断面黄土隧道常用施工方法的适应性分析,确定采用交叉中隔壁工法(CRD)进行下穿道路施工。隧道下穿道路施工的三维数值模拟结果及路面沉降监测结果表明,采用CRD施工是合适的,保证了隧道施工安全和道路的正常通行。     

基于收敛约束原理的大断面黄土隧道围岩与初支稳定性分析

黄土特殊的工程性质决定了黄土隧道结构的受力复杂性．大断面黄土隧道由于开挖断面大,开挖方法一般采用台阶法或交叉中隔壁法（CRD）．因此,沿用传统的观测点布置方法进行测点布置和位移观测,存在一定的困难．收敛约束法应用方便,思路明确．用收敛约束法对隧道初期支护进行稳定性分析,不仅能正确地反映隧道施工中的各种力学现象和过程,还能弄清楚围岩与支护“相互作用”和“动态作用”的特点．本文基于收敛约束原理,结合现场实测数据,对兰渝高铁某大断面黄土隧道的围岩稳定性和初支的安全性进行评价．为隧道的后续施工．提供参考．     

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。     

湿陷性黄土地区城市大断面浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法施工技术

在城市地铁软弱围岩中修建大跨隧道,选择一套合理的施工方案和正确的施工方法十分重要。结合西安地铁三号线一期工程TJSG-14标辛家庙—广泰门站区间暗挖隧道工程,介绍湿陷性黄土地区大断面浅埋暗挖隧道双侧壁导坑法施工工艺、方法及安全措施,以及在施工过程中应注意的问题,为类似工程提供参考。     

光面爆破技术在向莆铁路青云山特长隧道工程中的应用

光面爆破设计是隧道工程建设确保质量安全的核心技术要素。向莆铁路青云山特长隧道采用钻爆法施工。穿越围岩以Ⅱ~Ⅲ级为主,此地段采用全断面法开挖;进出口与浅埋地段等部分为Ⅳ、Ⅴ级围岩,采用台阶法施工,围岩较差段采用弧形开挖预留核心土方法施工。不同级别围岩采用了针对性的爆破设计,取得了满意的爆破效果。适当加密周边眼、合理确定光...     

浅埋连拱隧道的施工工序比选及优化研究

针对省某浅埋偏压公路连拱隧道,采用数值模拟的手段,研究对比在不同施工工序下,连拱隧道的支护结构最大压应力、隧道拱顶沉降以及围岩最大压力,从而比选出该隧道的最优施工工序。研究表明:分台阶法要优于全断面法,其围岩压力、支护内力等都较小,并且效率更高、造价更低;采用先开挖浅埋侧隧道的施工顺序跟采用先开挖深埋侧的施工顺序相比,前者的支护应力及围岩应力都较后者小,先开挖浅埋侧隧道更优。采用比选出的最优施工工序,隧道实际施工中无异常情况,施工效果较好。研究对于浅埋偏压连拱隧道的施工工序比选及优化具有参考作用。     

黄土隧道围岩应力释放对初期支护受力的影响分析

以山西省岢临高速公路某黄土隧道为工程背景,采用ANSYS有限元软件分析了台阶法开挖方式下不同围岩应力释放率对初期支护结构的受力影响。分析结果能较为合理地反映支护结构的实际受力状况,可为黄土隧道初期支护参数的合理选取提供相关参考。     

基于实测数据的穿越软塑黄土层大断面隧道围岩与支护动态作用机制

选取软塑黄土层分布于隧道拱顶、洞身和隧底3组典型断面开展实测研究，分析了软塑层影响下的围岩变形特征、支护结构力学特征及其差异性，提出了基于实测数据确定支护特性曲线的方法，揭示了软塑黄土层影响下的围岩与支护动态作用机制，给出了相应的防控理念及措施。分析结果表明：隧道围岩变形由大到小依次为软塑黄土层分布于拱顶段、洞身段和隧底段；软塑黄土层分布于拱顶段支护结构拱肩和边墙脚、洞身段拱腰及其以下位置、隧底段拱部和仰拱承受较大围岩压力作用；支护结构承受主要荷载来压方向不同、围岩应力随开挖步序释放率不同及地下水渗流路径不同是3组断面支护结构应力存在差异的直接原因；软塑黄土层分布于拱顶和洞身段时，围岩超前应力释放率约为35%,上台阶开挖支护结构力学性能迅速恶化，软塑黄土层分布于隧底段时，下台阶开挖软塑黄土层对支护结构将产生显著影响；针对上述3类工况，提出的强支护、控侧压和防突沉的防控理念及超前帷幕注浆、大锁脚和基底袖阀管注浆等施工控制措施可有效避免施工灾害的发生。     

核心土对软弱围岩隧道掌子面稳定性的影响

针对黄土地区山岭双线隧道软弱围岩稳定性较差的问题,通过三维有限元方法系统地分析了台阶长度及核心土长度、宽度对隧道掌子面的纵向位移、塑性区纵向深度和横向大小的影响.得出一些对黄土地区软弱围岩山岭双线隧道具有实际指导意义的结论.     

隧道水平围岩压力计算方法(英文)

分析了采用中隔壁法施工时隧道中隔壁的变形特性,研究了中隔壁变形和水平荷载之间的内在关系,提出了一种新的隧道水平围岩压力计算方法。采用结构力学分析理论,建立了中隔壁变形和水平围岩压力之间的关系,利用中隔壁变形监测数据,得到水平围岩压力。基于天恒山土质浅埋隧道Ⅴ级围岩,采用谢家烋法计算的水平围岩压力为88～145kPa,采用新算法计算的水平围岩压力为110kPa。其中,当围岩摩擦角为45°时,采用谢家烋法计算的水平围岩压力为115kPa,与采用新算法计算的水平围岩压力接近,两者相差5kPa,验证了新算法的可行性。     

对浅埋黄土隧道开挖中围岩变形的数值模拟分析

针对西北地区某黄土隧道浅埋开挖现象,结合现场工程地质勘察和岩石力学试验,并运用有限单元法,使用MI-DAS/GTS数值模拟软件,对其进行了详细的分析和研究。通过研究,对该隧道围岩位移和应力变化规律做出了客观评价,为隧道下一步的施工方案、监测方案的制定提供决策依据,对实际施工有着重要的指导意义。     

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。     

浅埋软弱黄土公路隧道围岩变形与衬砌受力特征

隧道围岩变形和应力场测试信息是工程围岩状态的动态反映，其为工程设计、施工、理论研究提供了可靠的资料，也为岩土工程从强度破坏极限状态控制向着变形极限状态控制发展提供了可靠的技术保障。分析量测结果并得出浅埋软弱黄土公路隧道围岩变形与衬砌受力特征，可为该工程后续施工和类似地质条件下隧道设计、施工与养护提供借鉴和参考。     

基于弹塑性理论的隧洞围岩稳定可靠度分析

在隧洞围岩稳定性分析中,运用可靠度理论比传统的安全系数法更符合实际。以圆形隧洞围岩的弹塑性分析的解析解为基础,建立圆形隧洞围岩稳定性分析的可靠度分析模型。考虑到功能函数的高度非线性,采用Fortran语言编制可靠指标的计算程序,并结合实例对可靠指标的影响因素进行分析。     

黄土连拱公路隧道围岩变形监测和数值分析

以离军高速公路黄土连拱隧道为工程背景，对地表沉降、地质和支护状况、拱顶下沉和水平收敛进行了现场监测，并采用有限元方法分析了隧道围岩拱顶下沉和水平收敛的变化规律，进而研究了黄土连拱隧道三导洞法施工的围岩变形规律和影响因素．结果表明：黄土隧道Ⅳ类围岩比Ⅴ类围岩变形小，围岩稳定较快；三导洞施工法开挖中、左、右导洞和断面开挖时，围岩应力一直处于重新调整中，变形也在不断变化，且施工中开挖顺序对围岩变形有很大影响，在洞室开挖施工中，要密切注意拱腰及拱顶的变形情况，加强Ⅴ类围岩监测，及时进行临时支护，尽早完成右洞初期支护，以防变形过大而围岩失稳；影响黄土隧道围岩变形的主要因素是黄土的工程特性和地质工程环境．