软岩围岩稳定性及加固数值分析

以龙滩大型水电站工程的地下洞室结构模式为背景,用数值模拟方法研究了4种软岩在4种埋深条件下洞周围岩破坏的变化规律,同时对围岩不稳定的工况施加锚固支护,并与毛洞模拟开挖结果加以比较.     

砂岩夹泥岩地层隧道围岩稳定性分析及支护对策研究

以云南某拟建高速公路为依托,利用Midas NX有限元计算软件对砂岩夹泥岩地层隧道开挖进行了数值分析,通过对地层倾斜、水平、竖直三种代表工况进行开挖模拟,研究发现倾斜地层情况下隧道稳定性更差、支护结构受力更大,对施工最为不利,垂直地层分布次之,水平地层分布最安全;不同地层倾角下,锚杆受力具有典型差异,与地层垂直时均受力更大;泥岩地层的塑形分布区更广泛、等效塑性应变范围更为集中,是发生失稳或大变形的主要地质因素。总结了国内类似工程案例,发现砂岩与泥岩组合地层多是在倾斜下出现失稳、大变形,采用及时封闭围岩、加强初期支护、锚杆与层面垂直等措施具有显著效果。     

青岛上软下硬复合地层隧道开挖变形规律研究

如何控制隧道变形和地表沉降是隧道安全施工的重要问题。青岛地铁四号线静沙区间位于上软下硬的复合地层,以此隧道开挖工程为背景,总结岩土体变形的因素,通过有限元模拟软件建立隧道开挖的三维数值模型,对隧道洞身处于不同的地层开挖造成的围岩变形和地表沉降进行分析,结果表明,隧道穿越的土层类型由较坚硬岩变为全坚硬岩时,围岩稳定性逐渐变好,隧道开挖对土层的扰动减小,致使地表沉降逐渐减小并趋于稳定。     

深埋隧道穿煤段围岩变形特征研究

根据某隧道穿煤段(C2煤层)的工程实例,结合围岩位移、围岩内位形、锚杆轴力和钢拱架压力等现场监测,而进行的有关隧道穿过煤段围岩-支护结构的变形特征的分析结果表明:围岩位移变形分为急剧增长、缓慢增长和趋于稳定三个阶段;受高应力与岩体结构的影响,拱顶下沉为水平收敛的3倍,且初期下沉快,下沉时间长;围岩浅部较深部变形快且大,松动圈半径为2.5m～3.0m。该研究结果为深埋隧道穿越煤段设计和施工提供了重要的科学依据。     

深埋隧道穿煤段围岩变形特征研究

根据某隧道穿煤段（C2煤层）的工程实例,结合围岩位移、围岩内位形、锚杆轴力和钢拱架压力等现场监测,而进行的有关隧道穿过煤段围岩-支护结构的变形特征的分析结果表明：围岩位移变形分为急剧增长、缓慢增长和趋于稳定三个阶段：受高应力与岩体结构的影响,拱顶下沉为水平收敛的3倍,且初期下沉快,下沉时间长;围岩浅部较深部变形快且大．松动圈半径为2．5m～3．0m。该研究结果为深埋隧道穿越煤段设计和施工提供了重要的科学依据。     

隧道穿越节理岩体引起的围岩变形特征研究

岩体的节理是一种常见的构造地质现象,也是影响岩体稳定性的重要因素之一,节理的存在使得围岩的变形特征、应力变化以及完整性更加复杂。为了明确隧道穿越节理岩体引起的围岩变形特征,采用Midas GTS NX软件,基于莫尔-库伦准则,建立了节理岩体中的隧道施工模型,通过改变节理倾角和节理间距,分析不同工况条件下围岩的应力变化与围岩变形规律。结果表明：随着节理间距的减小,隧道围岩的水平位移值和竖向位移值均呈现递增趋势。     

高地应力下层理对层状软岩隧道稳定影响研究

西部地区深埋长大隧道由于地应力高、软弱互层围岩等特殊地质条件使隧道的开挖容易产生大变形,给施工造成很大困难。以甘肃尖山隧道高地应力互层软岩段施工为背景,采用离散元软件3DEC对不同层理特征条件下隧道稳定性进行分析。研究结果表明：(1)互层软岩层理的切割作用越强烈,围岩的自稳能力越差,围岩变形越大,支护受力越大,隧道越不稳定;(2)随着层理倾角趋于水平或者垂直,围岩的变形与支护结构内力分布趋于对称,支护结构受力更加合理;(3)层理黏聚力较低时,提高层理黏聚力,对围岩的稳定性起到的提高作用有限;(4)随着层理摩擦角的提高,对围岩最大变形的影响并不明显。     

侵入岩蚀变带软岩隧道大变形规律与稳定性研究

以安定隧道为工程背景,采用三维离散元方法对侵入蚀变岩破碎软弱围岩段隧道开挖大变形进行了数值模拟计算,分析了开挖进尺、台阶长度、台阶高度、裂隙密度等对隧道变形的影响规律,确定了台阶法施工时开挖参数的合理范围：开挖进尺为0.5～1.0 m、台阶长度为4～6 m、台阶高度为0.3H～0.4H。通过芬纳公式和卡斯特耐方程对隧道极限容许位移公式进行了修正,实践证明改进后的方法对隧道围岩稳定性判别更合理。     

土体宽度非对称基坑变形特性分析

采用MIDAS/GTS有限元软件对邻近有地铁车站形成的两侧土体宽度非对称的基坑开挖进行数值模拟,详细分析一侧为半无限土体,另一侧土体宽度由有限土体逐渐变为半无限土体的基坑变形特性,并与现场监测数据进行对比分析。结果表明:在厦门地区地层条件下,基坑有限土体侧的变形明显小于半无限土体侧,基坑有限土体侧土体宽度对基坑变形的影响范围为1.5倍左右基坑开挖深度。具体表现为随着基坑有限土体侧土体宽度的增大,基坑坑底隆起值增大,基坑半无限土体侧地表沉降量、桩体水平位移量减小,基坑有限土体侧地表沉降量、桩体水平位移量增大,基坑两侧变形逐渐变化至基坑两侧均为半无限土体时的变形量。     

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。     

铁路大断面黄土隧道初期支护作用效果

以兰渝铁路胡麻岭隧道为工程背景,通过三维数值模拟结合典型断面现场监测,对铁路大断面黄土隧道初期支护的受力与变形特性进行综合研究,通过数值模拟得到黄土隧道在开挖扰动后初期支护的受力状态,将数值模拟结果和现场监控量测数据进行对比,获得典型断面围岩与锚杆轴力的变化规律,并对初期支护作用效果进行评价,找出施工过程中的薄弱环节,提出相应的优化措施．结果表明,数值计算与现场实测结果基本吻合,黄土地区隧道施工应坚持“及时支护、及早封闭”原则,确保开挖后围岩变形的稳定．     

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.     

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。     

软弱砂岩段深埋隧道开挖数值模拟与监测分析

采用有限元数值分析方法,对花子坳隧道的Ⅴ级围岩深埋段台阶法动态施工过程进行模拟分析,得到每一步开挖过程围岩的应力场、位移场分布,通过数值计算结果对围岩稳定性进行判定。分析和实测结果表明:该段采用台阶法施工的围岩基本稳定,支护结构设计参数选择是合理可行的。     

洺水隧道下穿高速公路变形控制技术

随着我国交通工程建设的不断发展,隧道下穿高速公路工程问题不断增多.以洺水隧道下穿邢汾高速公路工程为依托,首先采用数值计算方法对隧道开挖方法进行了优化,进而开展现场试掘进试验,对下穿过程中地表沉降变形规律进行了分析,最后通过隧道下穿过程中的监控量测,分析了变形控制技术的可行性.研究结果表明:CRD法和台阶法开挖均可保证隧...     

引水隧洞断层带爆破对围岩稳定性的影响研究

为确定引水隧洞断层带爆破对围岩的影响,采用Midas GTS软件对断层某一断面在爆破动力荷载作用下的振动响应及围岩的稳定特性进行了数值试验分析。结果表明：爆破荷载作用下,隧道断层带总体位移主要集中在拱腰和拱底;Ⅴ级围岩段拱脚位移相对较大。爆破振动效应仅对隧道爆破位置四周10m范围内影响较大,超过10m后基本没影响。爆破时边坡振速主要以横、纵方向为主;振速峰值集中在0.125～0.3s之间。     

越江盾构隧道纵缝张开及收敛变形响应规律研究

隧道收敛变形能够直观地反映出隧道结构的安全状况, 是影响地铁正常运营的重要因素。 依托南京扬子江大断面盾构隧道, 建立了单环管片精细化数值模型, 以现场接缝张开度的健康监测数据验证数值模型的准确性与可行性, 研究了纵缝张开与收敛变形的关系以及螺栓预紧力和管片拼装角度对收敛变形的影响。 研究结果表明： (1) 纵缝张开是隧道环向发生收敛变形的关键因素, 管片绕接缝处转动是收敛变形的主要形态; (2) 对于大变形情况 (＞8‰D), 提高螺栓预紧力不建议成为控制收敛的主要手段; (3) 得到的 “纵缝张开-收敛变形” 拟合公式, 可用于近似估算圆砾及卵石全透水地层中不同拱腰收敛变形下的拱顶纵缝张开量。     

软弱围岩大跨隧道安全施工技术

以昆楚高速勤丰三车道隧道为工程背景,针对V级围岩段隧道开挖跨度大、形状扁坦及围岩稳定性差的特点,在对比分析了环形开挖预留核心土法、三台阶法、CD法和CRD法四种工法适应性的基础上,确定采用三台阶法施工.隧道三台阶法施工过程中变形及支护受力的三维数值计算结果表明,采用三台阶法施工能够保证隧道施工安全.隧道施工过程中对隧道...     

砂土地层不同开挖方法隧道围岩的竖向变形

为研究地铁隧道穿越砂土地层区围岩竖向变形的问题,依托青岛地铁3号线河西-河东区间工程,采用FLAC 3D数值计算软件,选取预留核心土、上下台阶开挖、预注浆等6种工况,分别计算围岩稳定性及变形情况.计算结果表明:开挖前不注浆与注浆加固时,上下台阶预留核心土工况的最大竖向位移较上下台阶工况分别降低18.15％、39.24％...