深埋老黄土隧道围岩劣化对支护受力影响分析

为解决围岩劣化所导致的深埋老黄土隧道初期支护破裂问题,以蒙华铁路阳山隧道深埋老黄土围岩劣化初期支护破裂段为工程依托,通过补勘、数值分析、应力监测等手段对深埋老黄土及围岩劣化工况的支护受力特征作对比分析,得到如下结论： 1）在原围岩参数工况下,喷射混凝土全环受压,上台阶喷射混凝土受力较大,最大压应力位于拱顶,同时上台阶拱脚有较大剪切应力; 2）在围岩劣化但未形成连续滑移面的工况下,上台阶的弯曲压应力显著增大,最大压应力仍位于拱顶,且上台阶拱脚处易发生压剪破坏; 3）在围岩劣化且形成连续滑移面的工况下,最大剪切应力与最大压应力位于同一位置--滑移体与衬砌接触的上部边界,此处易发生压剪破坏且位置随着破裂滑移面的变化而变化,分布范围在上台阶拱腰至拱脚处。     

黄土隧道网喷支护结构中锚杆的作用

为了检验锚杆在黄土隧道中的作用,在某黄土隧道中设置有系统锚杆和无系统锚杆2个长为30 m的试验段,对隧道初期支护的净空收敛、拱部下沉、围岩压力、钢架应力、喷射混凝土应力、锚杆轴力和纵向连接筋应力进行监控量测。研究表明:2个试验段无论从变形还是受力上讲,同类数据均处于同一量级,说明系统锚杆对结构的稳定性作用不大;网络钢架、喷射混凝土、钢筋网共同组成的支护结构是合理的黄土隧道初期支护结构;取消系统锚杆,可以及时喷射混凝土,有利于围岩稳定,从而大大缩短工期;以Ⅳ级围岩为例,取消系统锚杆可降低工程造价10.6%。     

大跨度黄土隧道施工方法的对比分析与数值模拟

以神府高速墩梁大跨度黄土隧道工程为依托,总结了三台阶七步开挖法和双侧壁导坑法的施工工序,并结合有限元数值模拟分析,对两种方法进行研究.结果表明:双侧壁导坑法可有效控制围岩变形和沉降,但工序繁杂,施工进度慢;三台阶七步开挖法可有效提高施工效率,加快施工进度,但不能有效控制沉降.     

内蒙古地区马兰黄土隧道围岩及支护特性研究

通过对窑沟隧道周边收敛、拱顶下沉、围岩压力、钢拱架内力、喷射混凝土应力和锚杆轴力进行监控量测,了解隧道开挖过程中马兰黄土隧道围岩变形特性及支护结构受力特性。结果表明:施工过程中拱部沉降的量值远大于净空收敛的量值;围岩压力分布不均匀;钢架支护在隧道支护体系中起着非常重大的作用;拱部系统锚杆对结构的稳定性作用不大;水对拱顶沉降的影响非常严重。     

局部膨胀对隧道支护安全性的影响研究

为防止隧道围岩失稳,探明膨胀黄土遇水局部膨胀对隧道支护结构安全性的影响规律,以某黄土隧道为依托,采用温度应力场模拟膨胀黄土增湿产生的湿度应力场,运用FLAC 3D软件热-力耦合模块研究膨胀性黄土局部（隧道拱部、拱腰、边墙、仰拱）遇水发生膨胀作用对隧道支护安全性的影响。研究表明： 1）处于局部膨胀区域的结构变形明显,仰拱隆起变形除受自身所处膨胀区域影响明显外,受其他部位膨胀作用也较为明显,是变形主要位置;在局部膨胀作用下,拱顶部位沉降变形最为显著,而拱腰和墙中部位变形次之,墙脚变形最弱。2）处在浸水膨胀区域的支护最大主应力随着膨胀力增加而增加,且大部分表现为线性增加;膨胀力为200~300 kPa时,膨胀区域支护结构拉应力超过C25混凝土轴心抗拉强度标准值1.27 MPa; 3）局域膨胀区域内围岩破坏以受拉破坏为主,仰拱下方围岩在自身膨胀作用下以及其他部位局部膨胀作用下皆表现出受拉破坏,是应力集中部位; 4）采用结构安全系数法,确定结构不同部位承受最大膨胀压力以及变形值,拱顶、拱腰、边墙、仰拱能承受的最大局部膨胀压力分别为223、260、292、238 kPa,对应的破坏变形为87、36、47、27 mm。     

下穿城市干道沟涵的地铁隧道支护结构设计浅析

在桥涵下面采用浅埋暗挖法进行城市地铁隧道的施工,施工难度和风险都很高.近年来随着城市地铁在我国的大量修建,这些工程将会越来越多,甚至不可避免,如何保证在施工过程中施工和桥涵的安全,已成为近年来大家普遍关注的一个现实问题.鉴于此目的,对南京地铁2号线孝灵卫站-钟灵街站区间隧道下穿陵卫西沟涵及西北水库沟这一实际工程,以经验公式及有限元计算软件等方法,确定合理的支护结构,结果施工期间,涵基础、水库沟和地下结构均未出现安全隐患,据此工程实例,也取得了一些有意义的结论和建议,为以后类似的工程实施提供了一定的依据和参考作用.     

软弱黄土隧道施工技术浅析

本文结合甘肃省平定高速公路静宁隧道施工情况,对软弱黄土隧道施工技术进行了分析研究,供同行参考     

龙门隧道初期支护变形处理

本通过对漳龙高速公路龙门隧道施工中出现初期支护较为严重开裂变形的详细分析，论述了初期支护变形产生的原因及其处理措施，并强调了施工中注意事项。     

黄土隧道支护失效机理及新型支护体系施工受力分析

传统支护结构在隧道开挖中得到广泛应用,但在复杂地质条件下表现出局部节理断裂、面外失稳、拱喷界面滑移等现象,严重削弱了支护结构的整体强度,导致严重的工程灾害。基于此,通过有限元软件ANSYS建立平面应变模型揭示了传统支护结构的失效机理,提出一种新型组合结构支护(包含“π”型钢架),建立三维数值模型探讨了构件参数对新型钢架截面细部受力的影响规律,同时对比分析了不同支护体系下二次衬砌结构的受力情况,对结构安全做出了评价。结果表明：复杂受力环境下,传统型钢支护由于面内、面外刚度差异难以保证围岩及隧道结构的稳定性;拱架壁厚和围岩释放率对截面细部受力的不均匀性具有显著影响;较传统支护体系相比,新型支护体系下二次衬砌轴力、弯矩均得到大幅改善,结构的安全度提升了56%。该研究可进一步为相关隧道支护结构设计提供参考。     

深埋大断面黄土隧道初期支护受力特征分析

为避免初期支护局部破坏对深埋黄土隧道安全产生危害,依托甘肃省境内早胜3号隧道施工开展深埋大断面黄土隧道初期支护受力规律的现场试验研究。通过埋设振弦式传感器对围岩与初期支护接触压力、喷射混凝土应变、钢拱架应变、相邻钢拱架间作用力进行监测,同时建立模拟隧道施工的有限元计算模型,分析得到初期支护内力分布特点。结果表明： 1) 初期支护受力随时间表现出迅速增长—缓慢增长—逐渐稳定的特点,曲线在二次衬砌闭合12 d后基本稳定; 2)应力空间分布上部大下部小,偏压特性明显,荷载理论计算值偏小; 3) 拱顶及边墙区域为初期支护薄弱部位,需采取措施并加强监控量测; 4)数值计算表明锚杆末端轴力较小,设计中可考虑适当缩短锚杆长度。     

内蒙地区黄土隧道大变形控制研究

以内蒙地区窑沟黄土隧道为工程依托,通过对施工过程中该隧道围岩变形的监控量测,了解隧道开挖过程中黄土隧道围岩变形的规律:拱部沉降的量值远大于净空收敛的量值,进而明确黄土隧道大变形的控制应以拱部沉降为主。运用有限元分析确定黄土隧道施工过程中控制隧道大变形的途径:初期支护的及时跟进能显著降低黄土隧道围岩的变形;桩处理隧道黄土地基可以有效地降低围岩变形;系统锚杆的施作对围岩变形基本没有影响。     

黄土隧道新型组合结构支护效果分析及参数优化研究

黄土隧道在开挖过程中经常发生支护结构破坏或过度变形。依托某黄土隧道,提出一种新型组合结构支护体系(π形拱架),采用理论计算对比了π形拱架与传统工字钢提供的支护反力,结合现场监测和数值模拟分析了不同支护体系下围岩控制效果,优化新型组合结构的构造参数,同时基于正交试验探究了构造参数对围岩支承效果影响显著性大小。结果表明：π形拱架提供的支护反力是型钢钢架的3.14倍,具有强度大、承载力高的优势;建立对比分析模型,较传统支护体系相比,新型支护体系下的拱顶沉降降幅达到53.8%,等效塑性应变减少约64.4%,初期支护最大压应力和拉应力分别减少约35.3%、35.9%;进而建立参数优化模型,通过对围岩竖向位移和塑性区的综合评估,建议拱架壁厚取6 mm,灌浆强度选择C30,翼板长度以200 mm为宜;结合正交试验结果,各因素影响程度由小到大依次为因素B(灌浆强度)<因素A(钢管壁厚)<因素C(翼板长度)。本研究可进一步促进新型拱架在黄土隧道施工支护中的应用。     

黄土隧道的开挖

分析了在黄土中开挖隧道易坍塌原因，并对如何用施工方法控制黄土的大变形及坍塌进行了分析，最后在黄土中开挖隧道应注意的事项。     

黄土隧道塌方处理及原因浅析

结合山平高速公路鸳鸯会隧道左线LK182+596处的坍方实例,分析了塌方原因,介绍了黄土隧道塌方的处理过程,提出了黄土质隧道施工注意事项。     

分水岭隧道初期支护钢拱变形的测量方法及数据处理

介绍了用索佳SET 2110全站仪测量分水岭隧道初期支护工字钢拱架变形的方法及数据处理的有关问题并给出了计算实例。此方法简单扼要，操作方便，数据处理易在袖珍计算机实现，输出结果对制定相应的施工方案更具有参考价值。     

刘家坪黄土隧道监控量测成果回归分析与应用

为了掌握黄土隧道围岩的变形规律,本文对吴子高速刘家坪3号隧道围岩变形的长期监测得到的数据进行了回归统计分析,并同时应用对数函数和指数函数进行了对比,结果表明黄土隧道围岩变形规律更加符合对数函数规律。最后应用分析结果给施工支护提供了科学合理的参数指导,确保了施工的安全和质量。     

分岔隧道围岩支护设计研究

建立数值模型,模拟了一种新型分岔隧道的开挖过程,分析了其不同洞段的围岩变形与应力分布特点.基于数值模拟结果,提出了针对不同结构形式洞段的支护形式与支护参数.实例工程证明,这种支护形式和支护参数有效地控制了围岩的变形,对同类工程具有重要的借鉴作用.     

公路隧道复杂地质段初期支护大变形的整治

分析了芙蓉山隧道软弱围岩地层采用钢架＋锚喷初期支护大变形的原因,论述了大变形整治方案,提出了后续软弱地质地带预防下沉的技术措施。