瞬变电磁法在煤矿采空区物探勘察中的应用

在高速公路线路勘察中,经常会遇到地下煤矿采空区、灰岩溶洞等地下不良地质体,这对公路造成严重的安全隐患。如果快速有效探明地下空洞的赋存范围,对公路勘察设计部门来说是至关重要的。首先分析了地下采空区的瞬变电磁响应的特点,同时应用瞬变电磁法对某高速公路线路范围内的地下煤矿采空区进行了探测,解释结果得到钻探资料验证,成果表明:瞬变电磁法探测煤矿采空区具有明显的效果。     

基于TEM的玉磨铁路隧道渗漏水状态预测方法研究

瞬变电磁探测结论因高度依赖作业人员的工作经验而具有较高的主观性和偏差性.为了提高瞬变电磁探测结论的准确性与客观性,以在股状地下水的冲刷下极易发生涌突事故的玉磨铁路新平隧道为研究对象,在大量瞬变电磁超前探水试验的基础上,确定视电阻率区间与地下水渗漏水状态的对应关系,同时基于Voxler软件建立80 m×40 m×40 m(长×宽×高)含水体模型,提出了基于瞬变电磁技术的隧道施工渗漏水状态预测方法,实现了对隧道施工渗漏水状态的定量预测,通过实例验证,与现场开挖揭示基本相符,能满足现场安全生产的需要.     

基于瞬变电磁雷达的检测技术及其在隧道衬砌中的应用

基于自主研发的瞬变电磁雷达技术对铁路隧道衬砌质量进行检测,结合双极性叠加法与小波去噪法对采集信号作去噪处理,利用欠阻尼探测天线,得到隧道衬砌各部位缺陷特征;结合地质雷达（GPR）检测和现场钻孔数据,通过典型图像分析,对比瞬变电磁雷达在探测深度、图像分辨率方面与地质雷达的差异,总结其相对于普通衬砌检测雷达所具有的优势。综合分析表明,瞬变电磁雷达应用于衬砌检测具有如下特性：（1）探测深度较大,穿透性较强;（2）图像分辨率较高,电磁波反射具有体积效应,成像直观清晰;（3）操作更便捷,雷达主机与采集终端为无线数据传输且设备轻便,可单人操作,数据可现场处理,从而可快速实时查看隧道衬砌缺陷,并标定衬砌缺陷部位便于后续处理。     

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.     

层状围岩隧道受力特征分析及支护参数确定

当隧道在层状围岩中通过时,根据隧道轴线方向与岩层的空间关系不同,往往引起偏压等问题,从而使支护受偏压荷载。目前《公路隧道设计规范》中建议的隧道复合式衬砌设计参数主要针对普遍地质情况,而对于层状岩体中的公路隧道支护参数没有具体规定。采用数值分析的方法,建立相应的计算模型,系统分析了不同倾角情况及隧道轴线与岩层走向不同夹角下层状岩体隧道的受力特征,提出了不对称支护参数设计理念,并初步确定了不同岩层倾角下隧道的支护参数。     

高密度电法在玄武岩熔空洞探测中的应用

海南省中线高速公路海口—屯昌段沿线近7 km穿越玄武岩地区,地质情况复杂,岩熔空洞发育。查明地下空洞的分布和大小,是进行工程处治的基础,对确保工程建设质量具有重要意义。由于地下空洞与围岩电阻存在着差异,所以用高密度电法对地下空洞进行现场探测,并通过电阻率数据云图中显示的高阻异常判断地下空洞分布情况的方法是可行的。现场测试结果与现场调查结果较吻合,表明高密度电法可用于玄武岩地区的地下空洞探测。     

TSP及TEM结合法在隧道超前地质预报中的应用

隧道超前地质预报的方法有多种,但每种方法都有一定的不足,单一的预报方法难以得到满意的结果。为提高预报精度,基于开挖面揭示围岩情况,在紫云隧道地质超前预报中采用TSP与瞬变电磁法相结合的方法准确预报了开挖面前方富水地质体的存在。工程实践表明,采用多种手段相互印证的方法,可以有效提高预报结果的准确性,从而指导隧道安全施工。     

浅谈隧道防坍塌控制技术

介绍了隧道防坍塌控制技术。隧道防坍技术依靠地下工程施工的经验,利用新技术的集成和优化,推行隧道防坍"二十四字"施工方针,灵活应用软弱围岩隧道施工"十八字"施工方针,贯彻"四项防坍基本经验",充分考虑地下洞室开挖支护的时间与空间效应,可广泛应用于公路隧道工程施工防坍。     

瑞利面波椭圆极化在盾构隧道地层扰动探测中的应用

为解决传统物探方法在城市盾构隧道工程中难以对地层扰动达到较好探测和监测目的，提出了主动源瑞利面波椭圆极化方法. 采用二维有限元数值模拟对实际盾构隧道施工背景下的地层情况进行全波场正演模拟，并对其波场传播、速度频散和椭圆极化频散等特征进行分析；结合工程实例，进一步将椭圆极化方法和传统速度频散方法进行对比研究. 研究结果表明:主动源瑞利面波椭圆极化方法在探测地下介质结构分布及监测地下空洞等异常结构的变化方面具有和传统速度频散方法同样的探测效果，但由于其不需要长大检波器排列，对周围环境震动等噪声抗干扰能力相对较强，因此更适合城市等场地受限和具有一定震动和噪声干扰的环境，从而具有更广阔的应用前景.      

岩体变形参数的应力状态效应研究

岩体力学参数存在随应力状态不同而变化的特性，称为应力状态效应。岩体力学特性的实测值具有空间场分布特征，分析表明地应力（或围压）的有规律变化是造成岩体力学参数空间变化的主要原因。考虑到实测地应力多具有较大的离散型，尝试利用反演方法获取地应力场信息，通过多元回归分析得到实测岩体变形参数与地应力的经验关系，以研究岩体变形参数的应力状态效应。通过一工程实例研究：得到地下厂房区域的岩体变形模量为16GPa左右，与反演分析结果也比较符合；通过应力状态效应研究得到的岩体变形参数物理场，是一个渐变的物理场模型，是更为符合工程实际的；主要考虑了岩体力学参数的应力状态影响，通过一系列的计算得到，人为因素少，计算结果可供工程实践参考。     

主应力方向对软岩隧道稳定性影响的试验研究

为探明高地应力场主应力方向对软岩隧道围岩稳定性的影响规律,采用自主研发的"隧道三维应力场模拟试验系统"开展了大型三维地质力学模型试验,研究了最大水平主应力与隧道轴线平行和垂直两种工况下软岩隧道的围岩稳定性.研究结果表明:最大水平主应力与隧道轴线平行时,拱顶沉降和拱脚收敛的最终值分别为-0.221 m和-0.454 m,拱顶、左拱脚、右拱脚和仰拱处的围岩压力分别为0.478、0.361、0.416 MPa和0.261 MPa;最大水平主应力与隧道轴线垂直时,拱顶沉降和拱脚收敛的最终值分别为-0.309 m和-0.548 m,拱顶、左拱脚、右拱脚和仰拱处的围岩压力分别为0.579、0.652、0.593 MPa和0.327 MPa;两种工况下,围岩压力的最小值均出现在仰拱处、最大值均出现在墙脚处,围岩的径向应变增量均为拉应变增量,切向应变增量均为压应变增量,说明隧道开挖导致洞周围岩径向应力减小、切向应力集中.      

苏州凤凰山连拱加小净距隧道计算

苏州市凤凰山隧道属于软弱围岩中浅埋大跨度连拱加小净距隧道,且隧道穿越凤凰山公墓区,隧道上方公墓密集,对隧道设计和施工技术要求很高。基于地层一结构法,用有限元对隧道施工过程进行模拟,重点分析了围岩位移场和应变场以及初期支护、锚杆和二次衬砌的受力,分析隧道横断面危险点,在设计中采取相应安全措施,并优化开挖工法,计算确定隧道爆破施工和机械开挖的埋深分界点。     

有限元极限分析法在隧洞工程中的应用

作为一个学术报告对以往研究成果做一个综述,内容包括有限元极限分析法原理、隧洞的破坏机理、隧洞深、浅埋分界标准,无衬砌隧洞围岩的定量稳定性分析质以及有衬砌隧洞时隧洞初衬与二衬的设计计算方法,以供同行们参考.     

严寒区浅埋破碎岩体隧道地表注浆预加固技术

采用高压预注浆,可以改变破碎岩体的力学特性,提高隧道围岩的稳定性和承载能力。通过介绍严寒区实施注浆预应力加固技术各种参数的选定和计算方法,可弥补现有施工规范的不足。作为预应力锚固理论的创新和发展,不仅对隧道的施工有重要的指导价值,对其他同类工程亦有借鉴意义。     

围岩监测信息在浅埋大跨连拱隧道施工中的应用

以张家口至石家庄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、应力监测以及现场试验,及时得到施工过程中围岩变化的综合信息,这对山区高速公路隧道的设计与施工具有一定的参考意义。     

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.      

客运专线小净距隧道施工效应的数值模拟分析

结合石太客运专线南梁隧道小净距段工程,应用有限元数值模拟方法,分析了两隧道周边围岩各关键点的变形和应力场特征,揭示了这类隧道的施工效应规律,其分析结果能够为客运专线小净距铁路隧道的设计、施工提供一定的科学依据。     

基于BQ值和大地电磁法的公路隧道围岩分级

BQ值法是目前公路隧道围岩分级普遍采用的方法,实际应用中勘察结论多与施工现场存在一定差别。以石家庄西部某隧道为例,采用EH—4大地电磁法对隧道围岩进行了定性分析,并结合BQ值综合确定了围岩等级。结果表明,采用BQ值和EH—4综合评定隧道围岩等级可有效提高勘察精度。     

圆形隧道的围岩流变压力研究

文将隧道围岩和衬砌材料分别视为粘弹性流体和弹性体,、研究了圆形隧道的围岩压力随时间 的变化规律,弃给出了理论公式。为了对理论结果进行验证,选择了流变性较显著的相似材料 做了模拟实验。本文的成果对于软岩隧道衬砌的设计,以及寻求运营隧道衬砌开裂的对策,提 供了又一理论模拟。