基于特征曲线法考虑围岩刚度弱化隧道开挖变形分析

基于特征曲线法,建立考虑围岩刚度劣化本构模型开展不同开挖方式下隧道开挖空间变形特性研究,并与工程实际监测数据进行对比分析。结果表明:考虑刚度弱化后,三种开挖方式拱顶位移数值均增大;隧道开挖只对工作面前方20 m范围内围岩结构产生影响,对20 m范围以外影响甚微;在开挖工程中,距开挖工作面±10 m范围内拱顶围岩位移变化最大;为了有效控制围岩变形,开挖方式的优先顺序依次是中隔壁方式、预留核心土和台阶法;与未考虑刚度弱化的经典本构模型相比,采用刚度弱化本构模型计算得到的围岩压力释放过程更符合实际情况,拱顶位移计算结果与工程现场实际监测数据更为接近。     

岩土介质中不良地质体轮廓探测技术研究

为解决埋深较大或地面条件复杂的地下工程开挖前方不良地质体轮廓探测不易从地面展开的难题,利用地震波"角度+位置"偏移的联合体系探测隧道施工前方不良地质体的形状,通过对地面地震波位置偏移法探测三维形状体的研究分析,论述地震波角度偏移在探测地下三维形状体的理论与重要作用,并借用人眼仿生学的原理进一步阐述角度偏移在地下工程前方探测的合理性与可行性。得出以下结论:角度偏移技术不需占用较大空间,非常适合地下工程开挖掌子面有限空间的前方不良地质体轮廓探测,利用"角度+位置"偏移的联合体系探测软弱岩体取得了很好的实际效果。     

TSP超前地质预报方法在隧道工程中的应用

在隧道施工期地质超前预报中采用综合的预报方法对隧道开挖工作面前方地质条件(情况)进行及时准确的预报,TSP超前地质预报是目前应用最为广泛的长距离预报手段。本文主要从原理、数据采集和数据处理等方面进行了介绍,并结合工程实例分析说明其应用效果。     

隧道填充性岩溶地质超前预报技术

为客观有效地预报前方不良地质情况,准确地指导隧道施工,介绍了用于隧道开挖工作面前方不良地质预报的岩溶洞穴HSP探测技术,并以渝怀铁路甘溪沟隧道DK278+658溶洞为例进行的探测与分析,说明其技术的先进性和实用性,这一技术的应用对隧道施工方案和施工措施的选择,确保隧道的安全、快速施工有十分重要的意义。     

TSP203系统在乌鞘岭特长隧道超前地质预报中的应用

TSP203系统是由瑞士Amberg测量技术公司自主研发出来的新一代超前地质预报系统，采用该系统可以准确预报隧道工作面前方150-250m的围岩情况，为安全快速施工提供依据。本文通过乌鞘岭特长隧道7号斜井超前地质预报的一次应用实例，详细介绍TSP203系统在乌鞘岭特长隧道超前地质预报工作中的应用，具体阐述TSP203系统的基本原理、数据采集、数据处理、解释结果和围岩实际开挖情况对比分析。     

纤维锚杆预加固在大断面隧道中的应用研究

岩土控制变形分析法(ADECO-RS)强调工作面前方超前核心围岩的稳定性,认为核心围岩的失稳是隧道塌方、失稳的诱导原因。该工法适用于低粘聚力的软弱地层、大断面开挖隧道,且采用纤维锚杆对超前核心围岩进行预加固是其主要的施工特点。本文以浏阳河隧道为背景,研究了不同加固参数对掌子面稳定性的影响,其结果成功用于浏阳河隧道河底段的施工。     

基于卸荷岩体力学的顺倾岩质边坡开挖变形数值模拟

顺倾岩质边坡开挖变形一直是土木工程建设者所关注的问题.文中以卸荷岩体力学为基础,采用通用有限元软件ADINA,运用Mohr- Coulomb模型模拟岩体、接触单元模拟结构面的非线性力学性状、单元生死的特性模拟边坡开挖卸荷过程,对顺倾岩质边坡开挖变形进行计算;通过边坡现场开挖位移监测进行验证,发现数值计算结果与现场监测结...     

TGP206在下穿水库段隧道地质超前预报中的应用

为了研究隧道开挖施工在穿越水库下方时的稳定性问题,分析在特殊地质条件下隧道超前地质预报采集的结果。以新建商合杭高速铁路某隧道的DK450+150～DK450+000地段为工程实例,采用TGP206隧道地质超前预报系统对隧道掌子面前方150 m的位于水库下方的岩体性质进行了探测,并对预报的结果进行了分析研究。预报结果表明:通过超前地质预报分析预测得到的掌子面前方地质情况与隧道实际开挖时现场观察得到的地质情况基本相吻合;岩溶溶洞及隧道在开挖过程中的各种水害情况的预测也基本与实际情况一致,该隧道上部的水库对该隧道的施工安全影响不大。     

膏溶角砾岩隧道开挖过程中围岩压力及位移变形分析

太行山隧道是以特殊性岩体V级角砾状泥灰岩（膏溶角砾岩）为主的客运专线隧道，通过对这一特殊岩体隧道的监控量测，掌握了隧道在开挖中的变形及周边位移发展机理和围岩压力的变化规律，优化施工和支护参数，并可用以指导类似工程的设计和施工。     

岩层倾角对层状岩体隧道稳定性影响分析

在山岭隧道的修建过程中通常会穿越倾斜层状岩体,因为具有倾斜产状的层状岩体在倾斜面切向与法向的力学特性差异很大,可见倾斜层状岩体具有显著的各向异性.为了研究层状岩体开挖过程中隧道的力学特性,对这类岩体中隧道开挖后倾角对层状岩体隧道稳定性影响进行了分析.采用FLAC3d有限差分软件对隧道施工过程进行了数值模拟,分析了岩层倾角对偏压作用的影响程度与规律.     

十漫高速公路隧道洞口边仰坡破坏机理研究

隧道洞口边仰坡的稳定问题是导致隧道工程"进洞难、出洞难"的关键问题。通过对十漫高速公路沿线隧道边仰坡变形破坏现象调查,分析其变形破坏模式为5种(平面滑动破坏、楔形破坏、崩溃破坏、局部塌陷破坏和堆塌破坏),得出其变形破坏机理主要是:隧道开挖引起边仰坡应力重分布,导致坡顶、掌子面周围形成应力集中,引起岩体破坏;开挖加速岩体风化,降低岩体强度,加剧岩体变形破坏。     

尺寸效应对节理化岩体硐室开挖稳定性的影响分析

为了研究不同开挖尺寸和围岩节理组倾角对隧道开挖变形稳定的影响,应用UDEC程序,通过一些假设,设定计算域内包含有水平垂直节理组(0°-90°)和倾斜节理组(45°-135°)2种计算情况,对硐室不同开挖尺寸下围岩的变形稳定情况进行数值模拟。结果表明:1)水平垂直节理组岩体中围岩变形随硐室开挖尺寸增大先缓慢增加,后呈指数形式急剧增加且失稳,围岩失稳表现为贯穿地表的拱部上方岩体整体塌落;2)倾斜节理组岩体中围岩变形随硐室开挖尺寸增大先缓慢增加,后急剧增大且失稳,围岩失稳表现为拱部围岩局部塌落;3)倾斜节理组岩体中硐室开挖后变形比相应水平垂直节理组的要大。     

基于数值模拟的矩形隧道施工方案比选研究

为了保证隧道施工和后期运行的安全,要选择出一个普遍适用于大断面矩形隧道的开挖方案。采用FLAC3D有限差分软件对3种不同的施工方案进行数值计算,对施工过程中隧道周围岩体位移、地表沉降以及周围岩体应力变化的计算结果进行对比分析,结果表明,采用先开挖隧道两侧岩体,后开挖隧道中部岩体的施工方案在应力集中程度和地表沉降方面比其余两种方案最大可降低41.3%和9.5%;隧道开挖过程中对地表沉降影响的范围大致为隧道跨度的5倍;浅埋大断面矩形隧道两侧岩体水平位移模式为向隧道外侧位移,与一般隧道不同。最后,优选出的施工方案将为大断面矩形隧道的实际施工提供参考。     

地下洞室开挖卸荷围岩稳定性研究

影响围岩稳定性的因素很多,其中一个重要因素是岩体的开挖、卸荷导致围岩质量的劣化和变形。采用卸荷岩体力学理论和方法分析开挖卸荷过程中的围岩质量劣化的过程和规律,进而分析卸荷围岩的稳定性。根据围岩劣化的规律,可合理确定加固时间及加固方式。     

日本大林组开发“自走式孔内检测机器人”,自动勘测山岭隧道开挖工作面

正日本大林组将在近期开发完成一种用于山岭隧道开挖工作面前方勘测的"自走式孔内检测机器人"。该机器人搭载了摄像头和传感器,能够自主行走检测无岩心钻进的孔内状况,具有良好的检测可靠度,其最快可在30 min内行走150 m,所需的观察时间不到传统手推式孔内摄像头用时的一半。目前,大林组已完成了机器人的基本技术开发工作,已投入到日本2处施工现场进行验     

复杂地质条件下隧道设计与施工中的关键问题

复杂地质条件下，隧道的设计与施工是一个复杂的系统工程。从工程设计的程序、软弱岩体中隧道的极限变形量及岩体强度的估计、各种支护的最大支护压力等理论，以及实际施工中包括开挖顺序和对水的控制等技术，对复杂地质条件下的隧道设计与施工的关键问题进行探讨。     

以隧洞开挖为例研究影响裂隙岩体渗透性的因素

UDEC离散单元法中关于裂隙岩体开挖模拟及水力全耦合分析模型,可用来分析裂隙岩体洞室开挖后,因围岩应力与水力耦合作用导致裂隙隙宽变化及渗流变化的过程。为了更为直观地了解耦合作用对裂隙岩体渗透特性的影响,本文以隧洞开挖为例,用开挖后隧洞内总涌水量来表征岩体的渗透特性。利用数值试验的方法,研究了块体边界、初始应力比、裂隙隙宽、裂隙夹角对开挖后隧洞内涌水量变化的影响,进而可以得出它们对裂隙岩体渗透性的影响。本文的主要结论为：随着块体尺寸和初始应力比的增大,隧洞内总涌水量减少;随着初始隙宽增大涌水量增大并当达到某一固定值后保持不变;隧洞涌水量在θ2/θ1=3.5,其中θ1=30°,即2组节理的夹角为75°处达到最大。     

金家庄特长螺旋隧道施工通风方案优化分析

为加快长大隧道施工进度，多采用开挖斜井增加工作面，而多工作面同时施工时，通风成为影响掘进速度的重要因素。以金家庄螺旋隧道斜井工区工程为依托，针对左线现有压入式通风方案工作面风量较小、通风效果较差的问题，提出风仓式通风方案。采用三维数值模型对2种方案的“风机-风管-隧道”系统进行计算分析，并将数值计算所得测点风速与现测数据进行校验。计算结果表明： 1）现有压入式通风，风管供风量和洞内风速均不能满足隧道施工通风要求； 2）采用风仓式通风方案后，能较好地控制工作面风管出口风量，使各工作面风量满足要求； 3）风仓式通风具有灵活性，可随着隧道开挖进尺的增加，调节风仓内风机，控制工作面风量； 4）风仓式通风能减少风管长度和转角，从而减少漏风量和风压损失，较好地为工作面提供风量。本文研究成果可为类似工程提供参考，具有实际工程意义。     

光面控制爆破技术在金丽温高速公路水碓周石质路堑开挖中的应用

金丽温高速公路第十一合同段水碓周石质路堑开挖，应用光面控制爆破技术施工，既保证了边坡内部岩体的整体性，也保持了边坡岩体原有的稳定性，而且不但使边坡坡度满足设计要求，还保证了边坡表面的平整度，减少了边坡防护工程量，在取得良好工程效果的同时，有效控制了爆破引起的岩体冲击波所产生的震动和近距离飞石对桩庄民房的影响。     

岩土参数对公路隧道围岩稳定性影响的数值模拟研究

岩土参数是影响围岩开挖稳定性的最直接影响因素,利用ABAQUS软件模拟公路隧道的实际开挖过程,建立平面应变有限元模型,分析了不同情况下各岩体参数对开挖后硐室围岩应力分布、围岩位移等的影响。