富水砂层影响下隧道开挖失稳破坏机理研究

为研究富水砂层影响下隧道开挖失稳破坏机理,文章依托某隧道实际工程,通过FLAC 3D软件进行建模与计算,考虑富水砂层厚度、隔水层厚度、粘聚力和内摩擦角等因素影响,分析各因素对围岩变形破坏的影响规律。结果表明:隧道拱顶对应位置的地表沉降值明显大于其他位置的地表沉降值,拱顶正上方的围岩内部位移随着深度的增加而逐渐增大,隧道拱顶位置的沉降达到最大值;随着富水砂层厚度的逐渐减小以及隔水层厚度的逐渐增大,地表沉降值和拱顶正上方的围岩内部位移不断减小;富水砂层和隔水层的厚度对隧道围岩变形存在较大影响,在隧道的选线过程中,应保证隧道拱顶与富水砂层之间存在足够的安全距离;随着隔水层粘聚力和内摩擦角的逐渐增大,地表沉降值和拱顶正上方的围岩内部位移不断减小:在隧道施工过程中,可考虑通过超前加固措施或者向隔水层进行注浆加固以提高隔水层粘聚力和内摩擦角,降低隔水层的渗透性。     

富水砂层影响下隧道围岩变形破坏机制的数值模拟研究

为研究富水砂层影响下隧道围岩的变形破坏机制,文章以某城市地铁M2号线某区间隧道为研究背景,考虑了流砂层厚度、隔水层厚度、地下水位、隔水层粘聚力和内摩擦角五大类因素影响,设计了25种对比方案,开展了数值模拟对比研究,得到了不同因素对围岩变形破坏机制的影响规律及各因素影响敏感程度,给出了相应工程建议措施。结果表明:对于上覆富水砂层隧道,拱顶是围岩变形破坏的关键部位;随隔水层厚度、粘聚力及内摩擦角增大,顶部围岩变形量及塑性区面积不断减小,而随流砂层厚度增大或地下水位上升,顶部围岩变形量及塑性区面积则不断增大;隔水层厚度及粘聚力是影响此类地层条件隧道围岩变形破坏的显著性因素,一方面在隧道线路设计中应保证拱顶留设足够的隔水层安全厚度,另一方面可通过对隔水层进行注浆加固的方式,提高此类地层条件隧道围岩的稳定性。     

地层特性对盾构法隧道施工地表沉降的影响研究

在软土地区进行地铁隧道盾构法施工时,地表沉降很难得到有效的控制。文章通过三维有限元法模拟地铁隧道盾构法施工过程,分析了软弱土层分布对地表沉降的影响,并通过实测结果分析研究了盾构法施工中土层物理力学特性对地表沉降的影响。研究表明,软弱土层分布在地表至隧道底部以下0.23D范围内时(D为隧道外径),可对地表沉降产生不同程度的影响;其中,软弱土层分布在隧道埋深范围及拱顶0.23D范围内时,对地表沉降的影响最为严重,影响率超过9.910 3%;相同情况下,隧道轴线上方的软弱土层比下方软弱土层对地表沉降的影响更加明显,隧道轴线上方软弱土层对地表沉降的影响是隧道轴线下方软弱土层的1.5～6.35倍;地表沉降最大值分别随盾构断面土层压缩模量加权平均值、粘聚力加权平均值增大而减小,地表沉降最大值与土层内摩擦角加权平均值无明显关系;沉降槽宽度系数i随土层内摩擦角加权平均值增大而减小,与土层压缩模量加权平均值、粘聚力加权平均值无明显关系。     

盾构隧道开挖面失稳破坏影响因素数值分析

采用数值模拟的方法探析了隧道开挖面水平位移随支护应力比的变化规律,并以隧道开挖面主动失稳破坏为分析对象,重点分析了隧道埋深、土体粘聚力及内摩擦角对开挖面位移及极限支护应力影响,结果表明：随着支护应力减小,隧道开挖面位移迅速增大,由“半圆形”大应变区发展为“烟囱形”破坏区;随着支护应力比的减小,隧道开挖面土体由弹性变形过渡到塑性变形,直至发生主动失稳破坏。当隧道埋深在2D内时,随着隧道埋深增大,隧道开挖面主动极限支护力基本不再增大且有趋于定值的趋势,这与“土拱”效应有关。隧道开挖面主动极限支护力随土体内摩擦角和粘聚力的增大而减小,土体的内摩擦角比土体的粘聚力对隧道开挖面主动极限支护应力影响更大。     

V级围岩隧道不同施工阶段拱顶极限位移研究

现有的极限位移及其管理基准主要是针对普速铁路隧道断面在支护封闭后的工况,大多没有考虑隧道施工的阶段性。文章以现有V级围岩高速铁路隧道采用三台阶法施工为例,采用FLAC3D软件模拟不同施工阶段拱顶位移,通过尖点突变理论得到不同施工阶段的拱顶极限位移。结果表明,V级围岩隧道采用三台阶法施工时,上台阶开挖对隧道最终拱顶极限位移贡献率最大,中台阶次之,下台阶及仰拱段开挖几乎无影响;在50～300 m计算埋深条件下,V级围岩隧道同一施工阶段的拱顶极限位移与埋深都呈线性关系。同时采用灰关联分析了不同围岩参数对极限位移的敏感性,得到对拱顶极限位移影响程度由大到小的顺序为:围岩密度ρ、弹性模量E、粘聚力c、泊松比μ、内摩擦角φ。     

盾构隧道掘进时地层参数变化对地表沉降的敏感性研究

在盾构隧道施工中,地层参数的变化对地表沉降影响较大。文章依托上海北横通道工程,利用三维数值分析方法,总结了粘聚力、内摩擦角和压缩模量等地层参数变化对地表沉降的影响规律,并基于参数敏感性分析理论,得到了各地层参数对地表沉降的敏感度。研究结果表明:对于不同埋深的盾构隧道,粘聚力、内摩擦角以及压缩模量的增加都会明显减小地表沉降;地层参数中,粘聚力对地表沉降的敏感性最低,地层的压缩模量对地表沉降的敏感性最高。     

基于等面积圆D-P屈服准则的波纹板挡土墙应用研究

文中首先介绍了等面积圆D-P屈服准侧。通过有限元分析软件,对波纹钢板加筋挡土墙的变形特征进行了分析。分析中分别考虑了波纹钢板挡墙变形特征对回填土的粘聚力、内摩擦角和弹性模量的敏感性。结果显示:当粘聚力增加到约28kPa后,增加粘聚力对改善波纹钢板挡土墙的变形有限;内摩擦角达到30°以后,增加内摩擦角对改善波纹板挡墙变形的作用不明显;回填土体的弹性模量变化对波纹板挡土墙的变形有较大影响。     

浅埋铁路隧道松动土体力学行为分析

采用有限差分软件,对不同围岩、不同埋深的单线和双线电化铁路隧道进行了数值模拟,对围岩松动土体的力学行为进行研究,得出松动土体的破坏范围,并与理论解进行比较.得出结论:朗肯解与规范解分别反映单线和双线电化铁路隧道松动土体的破裂角;破裂角规范解对围岩参数的变化不敏感;隧道跨度对松动土体的破坏范围有重大影响.     

冻结裂隙砂岩的力学特性研究

为得出围压、裂隙倾角、冻结温度等因素对砂岩力学性能的影响规律,采用三轴压缩试验方法和理论分析方法,研究了不同围压下,无裂隙0°,15°,30°和45°倾角裂隙砂岩在-5℃,-10℃和-15℃冻结时的强度、内摩擦角和粘聚力变化特征.结果表明:无裂隙和有裂隙砂岩的强度,随冻结温度的降低而非线性增强,随围压的降低而近线性降低...     

顺层路堑边坡稳定性影响因素分析

文章利用有限元模型,分析了顺层边坡的软弱层倾角、强度以及上伏滑体的体积和重度对边坡稳定性的影响.结果表明:边坡的安全系数随软弱层的倾角和滑体的体积的增大先减小后增大,与粘聚力的关系呈线性增长的模式;当内摩擦角在小于某个阈值时,安全系数的增长比较缓慢,当其大于阈值时,安全系数会陡增;滑体的临界位移随滑体容重的增长总体呈线性增长的趋势.     

沥青混合料抗剪切验算方法

文章借鉴城市道路的抗剪验算方法和步骤,提出了适用于沥青混合料的抗剪验算方法,并采用沥青路面应力计算BISAR程序与三轴试验进行实例分析,验算了该方法的可行性。     

泥质软岩地层洞室变形分析及对策

文章以兰渝铁路胡家湾隧道进口和东扎沟隧道进口施工为例,阐述在如泥岩、页岩等软岩地层洞室开挖时出现的围岩变形特点;从地质、施工等方面分析其变形原因;并从施工时机、施工方法等施工角度分析,制定控制变形的应对措施。以期在类似地层洞室施工时,在控制围岩变形中起到一定的指导、借鉴作用,并确保工程质量及安全。     

木寨岭隧道高地应力软岩大变形施工技术

木寨岭隧道施工中受到高地应力软岩地质的影响,初期支护多处出现大变形,破坏严重。为了保证顺利安全施工,采用了先柔后刚、先放后抗、多重支护、预留变形量、应力释放、提高二次衬砌刚度和超短台阶开挖等措施,有效控制了围岩大变形。文章主要介绍了木寨岭隧道的工程概况、施工中出现的大变形情况,以及控制大变形的各项措施和效果检验。     

软岩大变形隧道抗震设计非线形分析

非线性分析是目前发达国家对重要建筑物进行抗震设计及安全风险评估时,获得重要基础数据的技术方法。文章应用非线性分析对软岩大变形隧道的抗震设计进行了分析,准确模拟了材料的非线性特性,论证了建筑物在强烈地震时的运动规律。随着铁路工程的大规模建设,非线性分析的应用对隧道、桥梁以及大型站房抗震设计的意义尤为重要。     

柞小公路隧道爆破震动波现场监测与分析研究

依托西(安)康高速公路8标和18标段的施工工程,对小间距隧道围岩爆破开挖施工震动波传递规律进行了现场监测与分析研究,给出了两标段不同围岩级别的爆破震动波速衰减方程,通过分析预测给出了不同围岩级别的爆破安全设计距离。经对千枚岩和灰岩的爆破震动波速分析对比,给出了在不同岩性中波速传递的规律性。通过对振动波速的测试结果分析,获得了不同方向的波速传递规律和爆破震动波的最大影响区域范围和对既有隧道围岩与支护稳定性的影响范围,所获结论可供小间距隧道工程设计与施工参考。     

广巴高速某隧道不同岩性围岩变形特征分析

通过对某隧道右线典型断面监控量测数据的回归分析,结合该隧道围岩性状的变化,阐述了泥岩和砂岩两种不同岩性围岩变形随时间变化的基本规律,并建立模型分析了其动态变形特征。根据该隧道围岩具有急剧变形和缓慢变形两个明显阶段的特点,在分析和评价围岩稳定性的基础上,预测了与实测结果基本吻合的二次衬砌的施作时间,并通过ANSYS进行了验证。结果表明,应力对岩体稳定时间的影响与模型稳定时间吻合。     

胡麻岭隧道泥岩段改制机具施工技术

文章结合胡麻岭隧道的泥岩特性,通过改变挖掘机挖斗斗齿的长度及与围岩的接触面积,解决了国内软弱围岩地层采用钻爆法开挖及普通机械开挖存在的扰动大、超挖严重、效率低下等问题,使其形成快速施工能力.     

张集铁路旧堡隧道F3断层带突水突泥处治技术

张集铁路旧堡隧道穿过古老的太古界变质岩地层,地质复杂,围岩软弱,多次发生突水突泥,使支护受到破坏,施工长时间受阻。通过采用"泄水降压、注浆加固、管棚支护、两端夹击"的治理原则和有效的施工方案,使隧道安全顺利贯通。     

高地应力软岩条件下挤压变形预测及应用

近年来,穿越高地应力区且工程地质环境恶劣的软弱围岩长大隧道工程不断涌现,其不同程度围岩大变形问题给施工设计造成了很大困难。从研究软弱围岩隧道大变形分类、挤压变形分级出发,利用现场试验对隧道岩体强度进行估算,并采用Hoek方法对挤压变形进行判定及量值估算,其研究成果应用于正在修建的兰渝线木寨岭隧道斜井工程中加以验正,结果与现场实测数据规律基本一致。     

城市道路隧道悬臂桩围护结构方案分析

在软弱地层中采用明挖法修建隧道时围护结构方案的选择是关键环节之一。文章结合昆明三环路下穿成昆铁路的隧道工程,通过对放坡明挖法、带支撑的钻孔桩围护结构、悬臂桩围护结构的比较,研究分析了城市隧道建设中采用悬臂桩围护结构的优越性及其技术特点。