软弱围岩大断面隧道相向施工围岩稳定性分析与掌子面加固研究

相向施工的软弱围岩隧道临近贯通时,两开挖面的扰动区将会叠加,围岩应力及变形异常复杂,存在掌子面大变形和失稳问题。结合狮子垄隧道,采用数值手段分别对单向、相向施工时的隧道围岩应力与位移场进行研究,分析临近贯通时围岩的稳定性。结果表明,相向施工时,随着掌子面前方土体长度的减小,围岩塑性区明显增大,变形加剧,拱效应逐渐减弱,稳定性大大降低;两开挖面间存在极限距离,当2个掌子面距离小于该值时,围岩大范围临近塑性破坏,必须采取有效应对措施,方可保证隧道施工安全。在对掌子面加固、提高初支强度等措施效果分析的基础上,采用竹锚管注浆对狮子垄隧道贯通段掌子面进行加固,并提高初支强度,保证了该软弱围岩大断面隧道顺利安全贯通。     

财神梁隧道不同开挖方法的围岩变形监测与稳定性分析

本文通过对财神梁特长隧道全断面法和台阶法两种不同开挖方法下典型断面的围岩变形监测,分析研究围岩稳定性状况,用以优化开挖方法和指导施工。     

隧道稳定性分析与设计方法讲座之二：隧道围岩稳定性分析及其判据

作为一个讲座对以往研究成果作一综述。分析隧道围岩稳定性的3种判据,提出有严格力学依据的稳定安全系数作为围岩稳定分析的定量判据。指出围岩有剪切安全系数与拉裂安全系数,并建议采用强度储备安全系数作为围岩稳定安全系数。建立土体隧道稳定分析的新理念和新方法,计算中考虑了围岩的荷载释放,初期支护作为弹塑性材料加固围岩,并应具有一定安全系数,以确保施工安全。二次衬砌作为弹性结构,围岩、初期支护与二次衬砌共同作用确保运行安全。对岩石围岩分级提出初步建议,并以无衬砌围岩安全系数作为各级围岩自稳能力的定量判据,由此反推出各级围岩的力学强度参数,改善了参数的合理性。     

片理化非均质大跨径隧道围岩稳定性分析与支护优化研究

以某高速公路大跨径隧道为例,应用有限元软件MIDAS/Gen模拟两种围岩条件下采用台阶法施工的隧道开挖支护情况.模拟结果表明对处于Ⅲ级与Ⅳ级之间的隧道围岩,当为片理化非均质岩体,且上台阶围岩质量比下台阶好时,水平和竖向位移较大区域均集中于隧道底部,且变形超过了规范允许值,宜采用Ⅳ（A）级围岩支护设计进行施工,但钢拱架间距可放稀至100 cm;当非均质岩体上下台阶围岩质量均较好时,其最大水平位移较小,竖向位移最大值发生在拱顶,且在相关规范允许范围内,可按Ⅳ（A）级围岩进行支护,但可取消仰拱,实现对支护设计的优化.     

隧道稳定性分析与设计方法讲座之一：隧道围岩压力理论进展与破坏机制研究

本文作为一个讲座对以往研究成果做一个综述,回顾了围岩压力理论的发展过程与隧道破坏机制研究的进展,通过模型试验与弹塑性有限元强度折减法,得出浅埋拱形隧道的破坏在拱顶,深埋隧道的破坏在侧壁的破坏机制,并可求出隧道围岩破裂面位置与形态。分析了矩形隧洞与拱形隧道破坏机制随埋深增加而变,矩形隧道可划分为浅埋顶部破坏阶段、深埋压力拱破坏阶段和深埋两侧破坏阶段3个阶段,而拱形隧道不存在压力拱破坏阶段。     

云岭隧道进口滑坡体稳定性分析与处治

隧道在选线过程中应尽量远离滑坡体,但有时候由于各种原因而难以避免。同时考虑安全性和经济性是滑坡体处洞口施工的困难问题之一。以云岭隧道进口处大型滑坡体为背景,在不对滑坡体进行全面加固的前提下,采取经济适当的辅助措施,科学合理地组织施工,安全顺利地进行了滑坡体处的隧道进洞施工,取得了良好的经济效益和工程效果。     

隧道掌子面稳定性分析的一种简化方法

为提出一种快速、准确评估软弱围岩隧道浅埋段掌子面稳定性的计算方法,在基于楔形块体理论对掌子面稳定性进行分析的基础上,得到一种分析隧道掌子面稳定性的简化方法;采用该方法对黑山南北高速KOSMAN隧道项目的掌子面稳定性进行计算分析。现场实际情况和计算结果表明,该方法具有快速、简便、实用等优点,能够及时、有效地为现场施工提供技术指导,可为今后类似项目提供参考。     

基于双折减系数法的隧道掌子面稳定性分析

在隧道施工过程中,掌子面发生坍塌的事故屡见不鲜,特别是在破碎岩体隧道开挖后,围岩自稳能力差,易出现坍塌破坏。通过研究掌子面破坏时楔形滑动体力与力矩的静力平衡,采用双折减系数法分析跨断层处破碎带对隧道施工过程中掌子面稳定性的影响。结果表明:断层倾角逐步减小时,断层泥体积增大;由于断层泥强度较小,掌子面不稳定,须采取加固措施。     

桥墩镇滑坡地质灾害稳定性分析与评价

通过桥墩镇滑坡工程地质条件及滑坡发育特征的研究,分析滑坡的形成机制,并运用折线滑动法进行滑坡稳定性分析评价,表明该滑坡在天然状态下处于整体暂时稳定～变形状态,在饱水状态下处于整体变形～滑动状态。为了保证边坡下方居民生命财产和道路安全运营,本文结合滑坡地形条件和特点提出了采用抗滑桩及锚索墩为主,辅以地表排水和地下排水相结合的综合治理方案。     

穿越紧邻隧道时盾构开挖面稳定性分析

当盾构近距离穿越邻近隧道时,由于存在既有隧道的刚度约束,隧道周围土体的破坏模式会受到既有隧道影响。考虑盾构近距离穿越紧邻已有隧道的特殊施工形式,构建三维弹塑性有限元计算模型,分析盾构处于不同位置时其开挖面失稳破坏形态、开挖面支护压力与盾构掘进位移之间的关系以及隧道上方地表沉降规律;基于极限平衡法,推导盾构近距离穿越紧邻隧道时开挖面极限支护压力变化模式,并对相关参数的敏感性进行验证讨论。研究结果表明:既有隧道的存在使得破坏区域受到抑制,沿开挖方向两滑动面不对称,靠近既有隧道的滑动面张开角比另一滑动面张开角小;随着楔形体倾斜角增大,相同内摩擦角条件下的开挖面支护压力不断增大,同时由于盾构掘进产生的土拱效应和盾构开挖面上方既有隧道的刚度约束,随着内摩擦角的不断增大,开挖面支护压力呈先增大后逐渐减小的抛物线形变化;相同参数条件下,盾构在黏性土层中掘进时,由于黏性土层中产生的土拱效应较弱,所需提供开挖面稳定的支护压力略大,开挖面支护压力较盾构在砂性土层中掘进时略大,随着埋深比的增加,维持盾构开挖面稳定的极限支护压力逐渐增大,且随着内摩擦角的增大,开挖面极限支护压力相应增大。研究成果可为类似盾构隧道工程建设提供一定的理论参考。     

核安全级道路边坡稳定性分析与评价

总结核安全级道路边坡工程的特点和研究现状,介绍各阶段稳定性分析的研究内容和岩土参数选取原则。以沿海某工程为例,SL-2地震影响和极端天气工况下,探讨核安全级道路边坡稳定性分析思路和动力法分析模型。首先,采用静力法分析边坡稳定性,安全系数F_s<1.50时,进一步采用动力法分析;然后,研究适于块状结构的边坡稳定性动力法分析模型——哈丁模型+摩尔-库伦本构模型的黏弹塑性模型,动力法分析得到安全系数F_s<1.2时,需进行加固;最后,采用喷锚等边坡加固措施后,再进行边坡稳定性动力法和静力法分析,以保证加固措施的可靠性。研究成果为此类边坡安全分析、设计及加固提供技术支持,并丰富了边坡研究理论与方法。     

软基路堤施工期稳定性分析与评价

从软土地基路堤施工的实际出发，讨论孔隙压力法、有效应力路经法、有效固结应力验算法、侧向位移法，通过路堤施工期稳定性分析与评价，对软基路堤既安全又经济的施工程序设计与实施具有重要的指导作用。     

软基路堤施工期稳定性分析与评价

从软土地基路堤施工的实际出发,讨论孔隙压力法、有效应力路经法、有效固结应力验算法、侧向位移法,通过路堤施工期稳定性分析与评价,对软基路堤既安全又经济的施工程序设计与实施具有重要的指导作用.     

盾构隧道穿越软硬不均地层时掌子面稳定性分析

在盾构隧道施工中,由于地层条件以及盾构掘进参数设置的多变性,使盾构给予开挖面的支护压力有较大的波动。针对广东肇庆市盾构隧道穿越软硬不均地层的施工,运用数值模拟研究由于开挖面支护压力变化而引起的地层变形规律、开挖面失稳后的破坏状态,并最终确定使开挖面保持稳定的极限支护压力。     

泰山庙隧道进口错落体成因机制与稳定性分析

依托位于错落体和堆积体复杂地质区,且坡脚存在电站引水渠干扰,错落体底部位于雾渡河河床中的泰山庙隧道进口工程,在路线无更优方案情况下,为保证隧道在施工和运营期安全,通过对错落体成因分析和稳定性定性评价,尝试参照岩石折线滑动进行定量计算,对强度参数取值采用经验值和反算值来验算,得出隧道进口设计后的错落体总体处于稳定状态。错落体外侧松散堆积体通过简化Bishop法计算圆弧滑动面进行稳定性判定,为施工提出合理的处治措施。     

高速公路分岔隧道施工过程稳定性分析与监测研究

分岔隧道连拱段至小净距段的过渡处,中墙由钢筋混凝土变为原岩,施工过程十分复杂。采用三维数值方法和施工现场监测相结合的方法研究了分岔隧道施工过程中的稳定性,数值模拟了无支护开挖和施加锚喷、二次衬砌支护后隧道的受力及稳定性。计算结果表明,支护后稳定性显著增强,与现场监测结果对比一致,隧道整体稳定性较好,但是中墙产生较大的应力集中,靠近连拱段的小净距段稳定性较差;锚喷、衬砌支护对于减缓围岩应力集中程度,减少塑性区、降低位移量有明显效果。最后在保证隧道安全的基础上提出了隧道支护的优化措施。     

考虑岩墙厚度的大断面隧道掌子面稳定性分析

基于道吾山隧道施工过程中发生的突水灾害,建立了三维情况下掌子面前方岩墙的力学计算模型,推导了突泥突水下隧道掌子面岩墙厚度的计算公式,与极限分析上限法进行了对比分析,并对各计算参数的影响进行了分析;根据隧道已有的力学参数,计算了不同溶腔压力作用下,隧道掌子面前方岩墙的最小安全厚度;运用数值分析了不同岩墙厚度下隧道掌子面前方溶腔的临界压力值,通过对比分析了数值模拟结果与理论计算结果,验证了这一方法对于研究隧道前方存在有压溶腔的掌子面稳定性具有一定意义。     

SMS评价指标的确定

通过对SMS要素的层次结构分析,提出了评价SMS的依据,确定评价指标的原则,并确定了SMS的评价指标和评价指标权重。     

高寒高海拔地区岩质高边坡稳定性分析与评价

为保证岩质高边坡的安全,在分析边坡岩体的地质结构基础上,按照多相结合、相互校验、分期实施的原则布置深部位移监测点（孔）,测力锚杆和地表位移监测点,及时分析、反馈信息,研究边坡变形特征和影响因素.通过对监测资料的综合分析,提出了高寒高海拔地区岩质高边坡变形的季节性特征和评价指标,预测其发展趋势,通过模糊综合批判研究其长期稳定性,以确保公路运营安全.     

隧道稳定性分析与设计方法讲座之三：隧道设计理念与方法

本文作为一个讲座对以往研究成果作一综述。回顾了当前采用的3种隧道设计方法,提出了基于数值极限分析的地层－结构法,克服了地层－结构法缺点,可以求得设计所需的围岩稳定安全系数,解决了当前设计中的人为性问题。对隧道深浅埋分界线进行了探索,叙述了基于散体理论的隧洞深浅埋分界标准。提出了基于弹塑性理论的隧洞深浅埋分界标准,并对2种分解标准的优缺点进行了评述。阐述了隧道设计计算的5个基本理念： 1）隧道设计必须满足运行和施工中安全要求,提出初期支护后围岩安全系数必须保证施工安全; 2）隧道设计计算模型必须适应不同工程地质条件、围岩压力特征,符合隧道实际受力情况; 3）必须符合现代围岩压力理论与现代支护原理,充分发挥围岩自承作用; 4）隧道结构计算模型也应符合结构实际受力状态,树立初期支护作为围岩加固材料,按塑性理论计算的新理念; 5）采用合理的计算方法与计算参数,确保隧道设计计算的科学性。最后以一个地铁车站为例,采用本讲座提出的方法介绍了Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ级围岩中隧道的设计方法与成果。