公路隧道穿越软弱破碎围岩段力学特性研究

为深入研究公路隧道穿越软弱破碎围岩段施工过程中的力学特性,依托某高速公路隧道,利用数值模拟手段分别对软弱破碎围岩段上下台阶法、双侧壁导坑法两种工况下支护结构应力情况进行了研究,通过对比分析可知,采用双侧壁导坑法开挖软弱破碎围岩段隧道时,其支护结构应力普遍小于上下台阶法开挖,由此可见双侧壁导坑法有效提高了软弱破碎围岩隧道的整体稳定性,力学性能更优。     

双侧壁导坑法在隧道V级围岩施工中的应用分析——以桐梓隧道为例

在隧道工程开挖施工中,要求综合考虑围岩类型、地质条件等因素选择适宜的开挖方式。如果隧道围岩地质条件较差,则可采用双侧壁导坑开挖施工方式。对此,首先对双侧壁导坑法进行介绍,然后以桐梓隧道为研究对象,对双侧壁导坑法在隧道V级围岩施工中的应用方式进行详细探究。     

汕湛公路隧道施工方案优化选择

对于围岩不稳定的隧道,合理的施工工法对于隧道施工的经济性、安全性有重大的意义。以枫树坳隧道为例,综合分析施工工法、安全性、经济性等因素,通过对双侧壁导坑法、CD法(单侧壁导坑法)、三台阶+临时仰拱法3种施工方法的比选,运用FLAC软件对3种工法数值模拟,分析得出主洞洞身段Ⅴ级浅埋段、土质围岩段或风化、破碎较为严重的洞口段地段采用双侧壁导坑法施工;Ⅴ级围岩浅埋偏压段采用单侧壁导坑法施工等施工工法;可为此类高速公路隧道施工提供一定的参考。     

乌树头隧道施工方案优化选择

对于围岩稳定性差的浅埋隧道,合理的施工工法对于保证隧道施工安全性,控制施工质量有重大的意义。以乌树头隧道为例,综合分析双侧壁导坑法、CD法(单侧壁导坑法)、三台阶加临时仰拱法3种不同的施工方法,运用FLAC软件对3种工法数值模拟,分析不同施工工法隧道的塑性区变化、围岩变形,提出符合本工程的施工工法,并同时对监控数据进行比较。研究结果得出,采用双侧壁法可以保证围岩稳定性及围岩变形量最小,并对双侧壁法施工参数和关键步骤进行了优化,可为此类高速公路隧道施工提供一定的参考。     

大跨度浅埋软弱围岩隧道施工工法比较

针对大跨度浅埋软弱围岩隧道施工问题,分析了双侧壁导坑法和微台阶留核心土法的技术特点和适用条件,双侧壁导坑法施工在控制围岩变形及地面沉降方面优于三台阶法,且产生的围岩塑性区较小,微台阶留核心土法在施工进度、资源利用、造价、工序转化及施工难度方面具有优势。结合工程实例,证实仅在围岩具有自稳能力并且可以机械开挖时,可以优先采用微台阶留核心土法,其它条件下宜采用双侧壁导坑法。     

浅埋偏压大断面隧道掘进工艺的改进及应用

在浅埋偏压特大断面隧道施工进洞过程中,对双侧壁导坑法进行优化改进,利用临时斜撑,对拉锚杆加固核心土。结合隧道施工监控量测,视围岩的变形稳定情况,确定开挖进尺,适时拆除临时支撑。随着该隧道施工进洞安全有序推进,改进后的双侧壁导坑法在龙头山特大断面隧道施工进洞过程中得到成功实践应用。     

双侧壁导坑法隧道围岩受力变形研究

以昌景黄高铁瑶里隧道暗挖段DK90+550～DK90+610作为研究断面，建立三维数值模型，研究隧道双侧壁导坑法施工过程中隧道的变形和支护结构的内力，深入分析了双侧壁导坑法临时竖撑曲率半径和初期支护钢拱架间距的影响。研究表明，隧道施工过程中隧道拱顶处围岩竖向位移较大，隧道拱腰处围岩水平位移较大。当开挖左侧导坑中间土体和拆除临时支撑时，拱腰水平位移会显著增大。随着双侧壁导坑法临时竖撑曲率半径的增大，围岩的竖向位移逐渐减小，水平位移逐渐增大，初期支护钢拱架的应力逐渐减小，且临时竖撑曲率半径对围岩竖向位移的影响更加显著。围岩竖向位移和水平位移均随着初期支护钢拱架间距的增大而增大，且钢拱架的变化对拱顶围岩竖向位移的影响更为显著。     

基于卸荷减跨理论下隧道开挖技术的研究

基于卸荷减跨理论,从减少隧道荷载、降低开挖跨度的角度出发,探讨了在减跨条件下的双侧壁导坑法施工的围岩压力。同时对双侧壁导坑法(减跨)、三台阶法施工法(不减跨)进行了数值模拟,并对其施工过程进行了研究,得到了不同施工步骤所对应的应力变化规律、位移规律、影响范围等。通过对比分析,发现通过减跨以后,隧道围岩应力、变形大幅度减小,塑性区的分布范围及大小都减小,对隧道施工安全很有利。     

隧道进洞口围岩稳定性的数值模拟分析

隧道进洞口围岩稳定性问题和施工工法的选择，对于浅埋式隧道在偏压条件下采用了有限元方法，在中隔墙法和双侧壁导坑法施工方法下进行了数值模拟研究。研究基于赤竹坪隧道，采用ABAQUS建模分析了施工方法对围岩和知乎结构在应力和应变两个方面。其结果发现，在洞口近端选择中隔墙法和双侧壁导坑法进行施工作业能够使得隧道的稳定性得到保证。隧道施工结束后，中隔墙法对拱顶和地表具有较好的控制表现，而双侧壁导坑法在拱腰处的表现更好。综合来看，中隔墙法造价更为低廉，生产效率更高。中隔墙法支护所承受的荷载主要集中在左拱肩和拱顶，双侧壁导坑法支护所承受的荷载主要集中在左右拱肩。在隧道入口处掘进步距不易过大，应选用不超过2 m的步距进行掘进。     

大跨度隧道施工核心岩柱宽度优化研究

依托重庆轨道交通六号线红土地暗挖车站,利用有限元软件计算不同核心岩柱宽度下,围岩应力,支护结构内力,围岩塑性应变和拱顶沉降随开挖工序的变化。大量计算数据表明,深埋大跨度隧道双侧壁导坑法施工过程中,核心岩柱的宽度存在一个最优值,建议取为隧道跨度的0.3倍,该结论对其他类似的大跨度隧道双侧壁导坑法施工中核心岩柱宽度的留设具有借鉴意义。     

基于监控量测技术实现马金岭隧道的动态设计与施工

结合马金岭隧道的现场监控量测技术,根据现场采集的数据及地质条件等基本信息,详细分析典型断面施工中的围岩稳定性,并判断围岩稳定程度和支护结构的受力状态,对围岩应变和应力峰值变化的发展情况进行详细的讨论,为优化施工方法及结构设计提供准确的变形和应力等参数,可实现隧道的动态设计与施工。     

盾构穿越桩基截面围岩变形及安全稳定性的研究

结合工程实例,建立有限元分析模型,对盾构穿越桥基截面围岩变形及安全稳定性进行研究。结果表明:桩基荷载作用对围岩变形产生的影响较小,隧道在开挖后进行强度折减,围岩裂纹最先出现在桩基附近,然后沿隧道洞口斜向贯通,最终破坏失稳时围岩的安全系数为1.85。研究方法及结论对指导我国城市地下轨道交通建设具有一定的现实意义。     

主应力方向对软岩隧道稳定性影响的试验研究

为探明高地应力场主应力方向对软岩隧道围岩稳定性的影响规律,采用自主研发的"隧道三维应力场模拟试验系统"开展了大型三维地质力学模型试验,研究了最大水平主应力与隧道轴线平行和垂直两种工况下软岩隧道的围岩稳定性.研究结果表明:最大水平主应力与隧道轴线平行时,拱顶沉降和拱脚收敛的最终值分别为-0.221 m和-0.454 m,拱顶、左拱脚、右拱脚和仰拱处的围岩压力分别为0.478、0.361、0.416 MPa和0.261 MPa;最大水平主应力与隧道轴线垂直时,拱顶沉降和拱脚收敛的最终值分别为-0.309 m和-0.548 m,拱顶、左拱脚、右拱脚和仰拱处的围岩压力分别为0.579、0.652、0.593 MPa和0.327 MPa;两种工况下,围岩压力的最小值均出现在仰拱处、最大值均出现在墙脚处,围岩的径向应变增量均为拉应变增量,切向应变增量均为压应变增量,说明隧道开挖导致洞周围岩径向应力减小、切向应力集中.      

杨河隧道的变形控制标准与支护措施的关系

杨河隧道地质构造复杂,洞身出现长段落炭质片岩,岩体自身强度弱、稳定性差,遇水化泥,极易坍塌。隧道掘进后,围岩变形严重,导致初期支护钢拱架扭曲、坍塌,安全控制及施工难度大。根据实测变形时态曲线和围岩压力时态曲线,应用蠕变模型反演了岩石流变参数,分析了隧道炭质片岩地段施工大变形的机理和特征;提出了炭质片岩分级标准对应的防治措施。研究取得了复杂炭质片岩条件下软弱围岩大变形控制技术突破,形成了复杂炭质片岩条件下控制隧道大变形的快速施工方法。     

公路隧道围岩变形破坏理论研究

采用理论分析、数值模拟以及现场监控量测等手段对公路隧道围岩变形破坏理论进行较深入的研究。通过分析开挖过程中围岩损伤演化,获得了损伤变量与围岩材料参数之间的关系,提出了围岩力学参数的预测方法。通过岩体破坏机理、围岩损伤应力影响范围以及影响围岩稳定性的各个因素综合研究,建立了卸荷状态下的围岩损伤本构关系和基于能量耗散的损伤本构模型。基于一般弹塑性数值分析原理,建立了考虑围岩参数劣化过程的隧道围岩损伤演化分析方法,分析了开挖应力状态下隧道围岩的弹塑性损伤演化机理。建立了基于经验公式和基于围岩渐进性破坏理论的公路隧道围岩压力演化趋势及预测模型,提出了公路隧道围岩压力演化趋势的预测方法。     

矮寨悬索桥茶洞岸构筑物围岩及山体稳定性研究

调查分析了矮寨特大悬索桥茶洞岸岩体施工期间所暴露的地质缺陷及稳定问题;采用三维数值分析方法,计算了在岩体开挖后、施加主缆荷载后等工况下,隧道锚、索塔基础与公路隧道围岩及山体的稳定性,及构筑物相互影响;提出了工程支护的措施.研究结果表明:岩体稳定问题主要集中在桥台边坡上,施加工程设计荷载不会对岩体稳定造成明显影响,构筑物...     

基于弹塑性理论的隧洞围岩稳定可靠度分析

在隧洞围岩稳定性分析中,运用可靠度理论比传统的安全系数法更符合实际。以圆形隧洞围岩的弹塑性分析的解析解为基础,建立圆形隧洞围岩稳定性分析的可靠度分析模型。考虑到功能函数的高度非线性,采用Fortran语言编制可靠指标的计算程序,并结合实例对可靠指标的影响因素进行分析。     

双线铁路隧道软弱围岩段光爆技术探讨

以往的隧道光爆施工大多数被运用在围岩条件较好的Ⅱ、Ⅲ级围岩地段,对软弱Ⅳ、Ⅴ级围岩段考虑的反而较少。文章探讨了铁路双线隧道软弱围岩段的光爆技术,通过它的运用能最大限度地减少了Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖对其轮廓面围岩的扰动,很好地控制了软弱围岩的超欠挖,进而提高了隧道施工安全、工程质量及经济效益水平。     

隧道水平围岩压力计算方法(英文)

分析了采用中隔壁法施工时隧道中隔壁的变形特性,研究了中隔壁变形和水平荷载之间的内在关系,提出了一种新的隧道水平围岩压力计算方法。采用结构力学分析理论,建立了中隔壁变形和水平围岩压力之间的关系,利用中隔壁变形监测数据,得到水平围岩压力。基于天恒山土质浅埋隧道Ⅴ级围岩,采用谢家烋法计算的水平围岩压力为88～145kPa,采用新算法计算的水平围岩压力为110kPa。其中,当围岩摩擦角为45°时,采用谢家烋法计算的水平围岩压力为115kPa,与采用新算法计算的水平围岩压力接近,两者相差5kPa,验证了新算法的可行性。     

石龙山隧道新奥法施工围岩变形监测研究

新奥法是目前广为采用的隧道动态监测施工技术。以石龙山隧道施工监测为例,详细说明了该技术在隧道施工中对围岩位移及受力变化的监控实施程序,并根据量测数据的分析处理对支护结构进行调整。实施结果表明,此方法能有效控制围岩的稳定性,节省支护费用,确保施工安全。