黄龙山隧道围岩分级方法研究

采用RMR法、Q法和《公路隧道规范》中的二级分级法对黄龙滩隧道围岩质量进行分级,然后对其相关性进行比较。结果表明,对同一工程,三种方法有很好的相关性。     

铁路隧道围岩分级方法研究及发展

铁路隧道围岩分级研究在我国展开试验研究最早且较为系统深入,对我国地下工程围岩分级方法的发展颇有影响.本文着重介绍了从上世纪60年代至本世纪初3个阶段铁路隧道围岩分级的发展.从过去的定性划分为主逐步过渡到当前的以定性为主,辅以岩石强度、岩体纵波强度等量化指标的新分级方法向国家标准化<工程岩体分级标准>靠拢,将围岩类别改为围岩级别,序次上颠倒成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级.     

考虑相关性的铁路隧道围岩概率分级方法研究

研究目的:以现行《铁路隧道设计规范》(TB10003—2005)围岩分级方法为基础,将概率分析原理引入铁路隧道围岩分级工作中,并对分级指标相关性进行研究,建立考虑围岩分级指标相关性的、定量分析铁路隧道围岩等级的概率模型,为铁路隧道勘察、设计及施工提供参考。研究结论:通过采用考虑相关性的铁路隧道围岩概率分级模型对石太客运专线南梁隧道、太行山隧道部分里程的围岩进行分级计算,并将计算结果与围岩实际开挖情况对比;结果表明,考虑相关性的铁路隧道围岩概率分级方法预测结果与实际开挖情况吻合,比较客观地反映了隧道围岩实际情况,是铁路隧道围岩分级的一种有效方法。     

椿树垭隧道围岩分级的基本参数现场获取方法研究

隧道围岩分级是确定和修改隧道设计参数的重要依据,也是确定隧道施工方法的重要依据.现行的设计规范确定的围岩分级参数在施工现场很难快速获取,而目前系统地进行这方面的研究较少.本文以武神公路椿树垭隧道为例,以公路隧道设计规范中的围岩分级方法为基础,提出了隧道施工围岩综合动态分级方法的基本思路,重点研究了BQ法中基本参数的现场快速获取方法.应用表明,该方法是可行的,可为修改和完善设计提供参考,并指导施工.     

高速铁路大断面深埋黄土隧道围岩压力计算方法

依托郑西铁路客运专线大断而深埋黄土隧道洞群,进行现场围岩压力量测试验,得到不同黄土地层的围岩压力,发现围岩压力沿隧道全断面分布相对较为均匀.采用太沙基松散体围岩压力理论、铁路隧道设计规范深埋围岩压力公式、普氏理论、卡柯理论4种方法分别计算围岩压力,并与实测值对比.结果表明,基于太沙皋理论的计算值最接近实测值,且具有一定的安全余量,因此推荐采用太沙基理论计算大断面深埋黄土隧道的围岩压力量值.依据实测围岩压力的垂直与水平分量沿隧道跨度与高度方向的统计规律,确定垂直方向与水平方向围岩压力的计算图式.分析指出,垂直方向围岩压力计算图式可采用均匀分布或"尖峰"形分布,水平方向围岩压力计算图式可采用"鼓肚子"形分布.     

岩溶区深埋隧道围岩力学特性分析

建立溶洞—隧道体系的围岩力学特性理论分析模型,采用Schwarz交替法推导既有溶洞条件下开挖深埋隧道时围岩应力和变形的解析解。以齐岳山铁路隧道为例,将围岩力学特性的解析结果与有限元数值结果进行对比,验证了模型解析解推导过程的准确性。分析结果表明:溶洞的存在使隧道开挖过程中围岩产生了偏压现象,靠近溶洞一侧的围岩产生了明显的竖向应力集中,两侧水平应力则差别不大;靠近溶洞一侧围岩产生了更大的水平位移,两侧最大值之比约为1.7;随着溶洞与隧道净距的增大,偏压现象逐渐减弱,净距大于1.5倍溶洞直径时,可以忽略溶洞对深埋隧道围岩应力的影响。     

基于支护结构安全系数的铁路隧道围岩膨胀性分级方法

采用室内试验方法建立隧道膨胀性围岩含水量、加载压力与膨胀率的关系,以及自由膨胀率与无荷膨胀率、有荷膨胀率的关系;采用数值方法模拟新建山西中南部铁路线上庄1号隧道的施工过程,计算得到了不同膨胀率条件下各施工步序支护结构各截面的弯矩和轴力,从而计算出安全系数;基于隧道施工过程中支护结构安全系数计算,建立不同线膨胀率与隧道结构安全系数的关系并得到其计算公式,进而根据自由膨胀率、50 kPa荷载下有荷线膨胀率将膨胀土划分为Ⅰ～Ⅳ级。研究成果为类似膨胀土隧道的修建提供参考,具有重要的现实意义。     

软岩向深埋隧道的流动

综合考虑承压井引用的渗流假设、流体释放机制、流场特征及井径等因素，可以用承压井理论来解决软岩向深埋隧道的流动问题。Ｄｐ、μｒ、ｐ０是预测软岩大变形的主要参数，其中最关键的参数是Ｄｐ。三大参数确定后，可以利用相应公式进一步判断大变形的可能性。     

隧道围岩分级的模糊信息分析模型及应用研究

铁路隧道围岩级别的划分是指导隧道设计和施工的重要依据、目前在设计和施工中对隧道围岩级别的判定方法具有较多的经验性因素。本文引入模糊信息的概念，以大量既有隧道围岩分级的信息提取为基础，建立了隧道围岩分级的模糊信息分析模型，其中应用层次分析方法，确定各个影响因素在围岩分级中的权重分配。通过工程实践应用，取得了良好效果。     

深埋特长铁路隧道的岩爆预测

以甬台温客运专线凤凰山隧道的岩爆预测为例,在区域工程地质调绘的基础上,通过室内岩样力学试验,掌握隧道围岩的物理力学特性;采用水压致裂法实测工程区地应力的大小和方向;结合现有国内外多种岩爆判别准则,对隧道岩爆发生的部位和等级进行预测,为制定合理的开挖支护方案提供依据。     

隧道化学灌浆的毒性和分级法

随着化学灌浆应用范围日趋扩大,它的使用安全性也日益为人们所关注。本文阐述了化学药剂毒性的含义、毒性的分级方法,并参考了国外较新的有关研究资料,介绍隧道工程中常用的化学灌浆材料及其各组份的毒性指标与等级,以及对人体的危害。     

基于Hoek-Brown模型的铁路隧道围岩分级研究

铁路是一种典型的带状交通工程,山区铁路往往穿越多种复杂的地质条件,地质勘察工作量大。为基于常规的地质调查,快速分析出沿线岩层的物理力学参数和围岩分级结果,基于Hoek-Brown强度准则,对岩体宏观物理力学参数进行反演预测,建立基于常规调查和室内试验的围岩宏观力学参数分级模型。同时,采用C#编制岩体宏观力学参数估算软件,应用该软件可以便捷地对岩体的多项宏观物理力学参数进行分析。通过模型各参数的敏感性分析,发现GSI的取值是影响隧道围岩物理力学参数的关键性指标,并重点对道扎子隧道围岩的宏观物理力学参数进行取值研究,基于分析结果对道扎子隧道混合岩地层的围岩进行快速分级,有效地指导工程设计。     

高压富水地层超深埋特长隧道施工技术研究

研究目的:我国修建的锦屏隧道全长17.5 km,具有洞身埋深大(2 375 m),断层、褶皱、可溶岩发育,独头掘进无轨运输距离长(9 800 m),施工工期紧(50个月)等特点.迫切需要解决出现高压涌水及跨岩爆地质灾害、威胁隧道施工安全的问题.研究结果:通过流体力学模拟试验,采取择机封堵、超前帷幕注浆、径向封堵灌浆、摸袋和索囊封堵灌浆等技术,有效封堵了高压大流量地下水;通过离散单元法数值模拟试验,采取超前应力解除、控制爆破及水胀式锚杆、挂网、钢筋拱肋、喷超细沸石粉添加剂混凝土等岩爆预防措施,有效防治了岩爆灾害;通过气体力学模拟试验,研究了大功率射流风机及射流巷道式通风技术,解决了独头掘进超长距离的无轨运输施工通风技术难题,创造了独头掘进9 800 m无轨运输的世界记录;通过综合超前地质预报、岩爆与富水段喷射混凝土、特长隧道快速施工及监测等技术的深入研究,提高了超前地质预报的准确率(85%以上)及施工效果.锦屏隧道的成功修建,总结了一套高压富水地层深埋特长隧道综合施工技术及工艺,推进了我国隧道施工技术的发展.     

深埋隧道围岩破坏特征及支护措施探讨

硬质、脆性岩体的大埋深隧道中,由于地应力水平较高,洞室开挖过程中可能造成围岩的损伤破坏。围岩的破坏涉及应力的释放程度、释放周期以及部分洞段应力的滞后释放或者二次释放,破坏模式的多样性、多变性及不可预测性成为现代深埋隧道支护的难题。结合西南某深埋、大洞径隧道,在支护规范的基础上提出适合本工程的支护形式：根据具体情况,支护措施应分为常规围岩段和应力破坏、岩爆段。常规段的支护主要包括喷射混凝土、钢筋网片和系统锚杆;应力破坏及岩爆段则应加强支护。     

隧道围岩大变形灾害特点与主动控制方法

隧道围岩大变形灾害控制一直是困扰工程界和学术界的关键难题。简要总结隧道围岩大变形控制领域取得的主要研究成果,包括大变形分级与评价、围岩控制理念与技术等。研究提出,大变形灾害本质上是对围岩稳定性控制不当所致,主要包括围岩失稳、结构失效及持续缓慢变形等3种模式,而灾害分级应从自然因素和工程因素等多维度出发,结合致灾机理及孕育条件,实现致灾可能性→灾害时效性→灾害危险性的科学预测。阐述了隧道围岩大变形灾害控制原理,提出大变形灾害控制应以关键结构层稳定性控制为核心,以刚度设计为手段,强调超前预支护与预加固的防坍塌与控变形作用,并通过协同锚固体系控制围岩急剧变形量,实行精细化全过程控制,形成围岩大变形灾害的协同控制关键技术。     

吕梁山西麓三趾马红土铁路隧道围岩分级研究

吕梁山西麓地区三趾马红土地层沉积厚度大、连续性好、典型剖面多,历来为三趾马红土研究的热点地区,但有关其工程地质特征及岩土力学性质方面的研究非常薄弱。三趾马红土围岩分级是山西中南部铁路通道工程吕梁段隧道建设面临的一项工程地质新问题。通过现场监测、室内试验研究及工程实践经验,研究三趾马红土的物理力学指标及强度特性,对影响三趾马红土围岩稳定性的地下水作用、裂隙作用、砂土夹层作用及各因素耦合作用进行分析,最后对三趾马红土在均质和多因素条件下围岩分级进行定量化探讨。     

基于系统聚类分析法的铁路隧道围岩分级方法优化研究

引入系统聚类分析方法,依据影响围岩工程性质的主导因素及次主导因素,对东北地区某隧道围岩分级结果进行优化,提高隧道分级的针对性。     

隧道围岩分级的距离判别分析模型及应用

隧道围岩的分级是隧道工程中的一项重要研究工作.将距离判别分析方法应用于隧道围岩分级问题中,建立隧道围岩分级的距离判别分析模型,选用岩石等级、风化程度、岩体弹性纵波波速、岩体结构、地质构造影响程度、节理裂隙发育程度和地下水情况7项指标作为距离判别分析模型的判别因子,以工程岩体实测数据作为学习样本进行训练,建立相应判别函数对待判样本进行分级,并利用回代估计方法进行检验.并将建立的模型运用到实际隧道工程的围岩分级判别中.研究结果表明距离判别分析模型分级性能良好,预测精度高,回代估计的误判率很低,是隧道围岩分级的一种有效方法,可以在实际工程中进行推广.     

铁路隧道围岩分级的知识挖掘

从国内外各种围岩分类方法中可以看出,结构面与隧道围岩分级密切相关,不同的围岩分级具有不同的结构面特性。通过分析结构面与隧道围岩分级之间的关系,提出隧道围岩分级知识挖掘方法。根据数据挖掘原理,在结构面众多属性中首先剔除明显不合适的力学和岩性属性,然后按信息增益大小进一步选择挖掘所需的结构面属性,同时提出结构面权度概念表示结构面相互切割程度。信息增益分析结果表明,一般结构面和断层的各个属性在围岩分级中所起作用差别较大,因而采用的属性也不同。以表格形式表达概念描述和概念对比描述结果,反映出结构面各个属性对围岩分级的贡献大小及作用的程度;根据后者提出了围岩分级预测方法,应用结果是可行的,而且一般结构面和断层分别预测,效果会更好。