偏压隧道围岩压力与初期支护受力数值分析

以ANSYS通用有限元对双线铁路隧道穿越Ⅲ、Ⅳ级软硬围岩,并当软硬围岩界面与地面夹角呈90°时的围岩压力与初期支护的受力特征进行了数值分析,并推导了围岩压力的计算式。     

共和隧道特殊围岩段初期支护大变形处理技术

结合共和隧道工程施工实例,介绍在高地应力和顺层偏压等综合作用下,围岩初期支护大变形特点,分析这种特殊地质病害的原因,并通过各种施工方案的对比,提出合理的处理措施及后续施工对策。同时,简要阐述初期支护大变形段的处理技术措施,为今后同类型地质病害的隧道制定施工方案提供一定的借鉴。     

马湾隧道浅埋偏压段初期支护变形原因分析及参数优化

为解决伏牛山地区浅埋偏压隧道开挖支护后初期支护大变形问题,从初期支护变形原因、主要的技术措施以及施工组织措施等方面进行研究,采用物探、钻探、试验段、监控量测、数值模拟等方法对初期支护变形原因进行深入分析,并与现场开挖揭示情况比对,得出原设计初期支护参数偏小是造成隧道初期支护开裂的主要原因。根据变形分析结论,在施工现场支护技术上,采用加大初期支护钢架型号、增加系统锚杆及初期支护背后注浆固结等支护措施;在施工组织措施上,遵循短台阶、短进尺、快封闭、仰拱衬砌适时跟进的原则组织施工。采用以上浅埋偏压隧道施工方法,能有效地控制初期支护变形,确保隧道施工安全。     

基于围岩亚级分级的浅埋偏压隧道初期支护优化方法研究

现行公路隧道岩质围岩分级方法采用岩石坚硬程度、岩体完整程度等常规的指标,且分级结果跨度较大,不能满足工程需要。在实际工程中,许多公路隧道会受到浅埋和偏压的影响。依托广西南宁玉象隧道,考虑采用埋深和偏压两个指标,用数值模拟的方法,根据隧道开挖后毛洞的自稳性对围岩进行亚级分级,在此基础上对不同亚级提出对应的初期支护方案。结果表明,该隧道围岩级别可以再分为3个亚级,研究结果对类似受到浅埋偏压影响隧道的初期支护设计和施工具有参考意义。     

兰渝高速铁路砂质围岩隧道初期支护结构安全度研究

以兰渝高速铁路某砂质围岩隧道为工程依托,针对砂质围岩的工程特性,施工中采用水平旋喷超前预加固措施,通过有限元数值模拟,结合围岩压力及拱架应力的监测资料,分析砂质隧道围岩压力的分布情况以及初期支护结构的受力特征。研究结果表明： 水平旋喷超前预加固后,初期支护结构的安全度能够满足要求,更有一定的富裕度,可为砂质围岩隧道的优化设计和施工提供理论依据。     

扩挖支护对软弱围岩公路隧道初期支护结构影响分析

由于山子顶软弱围岩公路隧道施工现场所采用的环形开挖留核心土法并不能保证隧道施工的顺利进行,提出扩挖支护施工方案。首先论述扩挖支护施工工序,然后采用ANSYS有限元方法构建扩挖支护厚度为0、20、30、40、50、60 cm 6种三维计算模型,系统分析扩挖支护与初期支护的力学行为。研究得出:扩挖支护是软弱围岩隧道一种相对优越的施工方案,且当扩挖支护厚度达到60 cm时初期支护的主压应力为16.4 MPa,主拉应力为0.486 03 MPa,满足其材料强度要求。     

二郎山隧道洞口处整治及软弱围岩偏压段衬砌结构分析

二郎山隧道出口端围岩软弱 ,地形严重偏压 ,施工过程中发生坡体失稳、衬砌开裂等病害。该文介绍浅埋偏压地段坡体稳定性评价 ,病害整治措施 ,推导了浅埋偏压段外侧覆土稳定性计算公式 ,对浅埋偏压段外侧围岩弹性抗力的合理确定及外侧覆土稳定性与弹性抗力之间的联系进行了探讨。     

昔格达地层隧道围岩及初期支护变形规律研究

为探明昔格达地层隧道开挖过程中初期支护背后空隙注浆的时机以及预留变形量的大小,以成昆复线铁路昔格达地层隧道为背景,采用现场实测与统计分析的方法对昔格达地层隧道围岩和初期支护的变形规律以及预留变形量进行深入分析。研究结果表明:1)昔格达地层隧道上台阶开挖后初期支护与围岩间存在初始空隙,拱顶围岩与初期支护间的差异沉降为1~2 mm,受地质、埋深及施工等因素影响,中台阶开挖较易引起隧道塌方,建议中台阶开挖前对拱部初期支护背后的空隙进行注浆回填。2)昔格达地层隧道预留变形量可根据掌子面施工揭示围岩情况调整,若施工揭示的昔格达组以页岩为主,建议预留变形量设置为24~30 mm;若施工揭示的昔格达组以砂岩为主,建议预留变形量设置为118~123 mm。     

隧道初期支护侵限段结构安全分析及处理措施研究

针对豫西山区洛栾高速公路某隧道施工过程中发生的初期支护变形侵限问题,分析了初期支护变形情况和发生原因。采用有限元方法分析了不同工况下衬砌结构的安全性,得出原设计参数不能完全满足现状围岩特性的结果,同时取得了现状工况下合理的支护结构设计参数。结合工程实际提出了洞外洞内相结合的处理方案,并给出了具体的侵限处理措施和施工步序。工程实践表明,支护参数安全可靠,处理措施合理可行。     

厦门云顶隧道围岩及结构稳定的数值计算分析

采用平面及三维有限元数值计算方法，对复杂地质条件下小间距双线城市交通隧道的围岩稳定特征进行了分析，并对现有小线间距条件下厦门云顶隧道围岩及结构的稳定性进行了评估，同时，模拟计算还可为围岩的预加固提供科学的依据。     

偏压软弱围岩隧道锚杆支护作用模拟分析

采用数值模拟手段,对十漫高速公路火车岭隧道进口软弱偏压段锚杆对围岩的变形控制作用以及锚杆的受力特点进行模拟分析得出:在软弱偏压隧道中,非对称设置锚杆的效果优于对称设置锚杆,在隧道浅埋侧的锚杆受力很小,几乎没有发挥锚固作用.     

地下水对深埋软弱围岩隧道初期支护结构破坏及其控制措施研究

针对隧道施工期间砂质板岩、炭质千枚岩及绿泥石片岩等软弱围岩在地下水作用下发生软化、剥落、坍塌,继而引发支护变形侵限、喷射混凝土软化剥落、钢架扭曲失稳等灾害,以木寨岭公路隧道2号为依托工程,通过现场试验、监控量测等手段,分析地下水对深埋软弱围岩隧道初期支护结构失稳及破坏的影响,并提出了在地下水富集区,采用高强预应力锚索支护体系代替传统约束锚杆、环向注浆锚杆以及超前小导管注浆加固围岩的支护方法,降低了混凝土注浆压力及施工难度,避免因锚杆注浆不到位形成渗流通道而影响开挖围岩及初期支护强度,并通过采用高强预应力锚索加固措施,从而提高围岩自承能力及初期支护稳定性。     

公路软岩隧道初期支护结构内力数值分析

采用非线性数值软件ANSYS对公路软岩隧道初期支护结构内力进行数值分析,研究公路软岩隧道开挖过程中初期支护的力学行为,为施工提供动态设计依据。分析结果表明,软岩隧道在系统锚杆支护作用下,开挖各阶段初期支护结构各部位轴力值增大,弯矩和剪力值都减小,但增大值和减小值变化范围都非常小;支护结构弯矩较大值主要集中在拱脚,最大值出现在右侧拱脚区域;轴力的最大值出现在左侧边墙和左右拱脚部位;剪力最大值出现在左侧拱脚处。     

二郎山隧道洞口处整治及办弱围岩偏压段衬砌结构分析

二郎山隧道出口端围岩软弱，地形严重偏压，施工过程中发生坡体失稳、衬砌开裂等病害。该文介绍浅埋偏压地段坡体稳定性评价，病害整治,推导了浅埋偏压段外侧覆土稳定性计算公式，对浅埋偏压段外侧围岩弹性抗力的合理确定及外侧覆土稳定性与弹性抗力之间的联系进行了探讨。     

岩溶隧道围岩及支护稳定性数值模拟分析

以弹塑性理论为基础,利用通用有限元分析软件ANSYS,通过数值模拟方式,分析岩溶隧道围岩及支护稳定性。重点从围岩应力、位移、塑性区角度探究既有隐伏溶洞对隧道围岩及支护稳定性影响。研究成果为隧道工程开挖及支护施工提供理论指导和技术支持。     

浅埋偏压隧道初期支护参数影响分析及优化设计建议

依托吉林省鹤大高速公路回头沟隧道工程,运用有限元数值模拟,从锚杆长度、环向间距、喷混凝土厚度等方面分析隧道初期支护结构参数对围岩稳定性的影响规律。在对称和非对称设计时,综合考虑锚杆轴力、洞周位移以及衬砌的结构安全系数等方面对回头沟隧道浅埋偏压段Ⅴ级围岩的支护结构给出优化设计建议。     

地铁隧道新型初期支护结构支护参数敏感性正交数值模拟试验

为研究喷混等级、波纹钢板厚度、砂浆锚杆长度和间距4 种主要因素对隧道围岩稳定性的影响程度,以广州市轨道交通22 号线横沥站至番禺广场站暗挖区间隧道工程为研究背景,把正交试验法与地下工程有限元法结合应用于隧道支护参数的优化,并设计了9 种试验工况,通过极差分析优化锚喷支护参数和波纹钢板厚度,利用结构内力验算安全系数确保其满足设计要求。研究结果表明: 针对广州地区典型的上软下硬地层,分析了不同支护参数组合下的围岩及支护结构受力变形规律,得出了优化后的支护参数;通过极差分析得到混凝土等级为重要影响因素,在很大程度上影响了围岩的稳定性,而波纹钢板、锚杆长度和间距为次要影响因素。     

公路隧道围岩与支护结构稳定性研究

大断面公路隧道软弱围岩与支护结构稳定性问题一直倍受岩土工程界关注。采用室内三轴压缩试验方法获得隧道软岩峰值及峰后力学特性,以莫尔-库伦应变软化模型为基础,基于FLAC3D构建三维数值模型,计算隧道围岩特征曲线及纵剖面变形曲线,结合收敛-约束法分析隧道围岩与支护结构安全稳定性,通过现场监测,验证数值模型及计算方法的正确性。研究表明:经典弹塑性模型计算的隧道围岩安全系数小于应变软化模型的计算结果;分析现场监测数据可知,考虑应变软化的围岩与支护结构相互作用关系更符合工程实际情况,采用收敛-约束法计算隧道安全稳定性更加直观。提出的软弱围岩力学模型及围岩稳定性计算方法对工程实际具有一定指导作用。     

隧道围岩与支护结构耦合作用研究及应用

为了增强隧道工程支护效果、提高各支护构件利用率、保证隧道的安全,需要寻找减小工程支护力的途径,即最大限度地释放围岩形变势能、充分利用围岩自身承载能力,实现围岩与衬砌间的支护耦合,建立了由隧道表征变形量、支护体系组合构件的整体性能利用率、支护系统组合构件耦合效率3个指标组成的耦合评价体系,并用于西安岭隧道施工现场监测并进行耦合分析。结果表明:该隧道最终耦合效率较高,设计方案合理。     

土质隧道围岩未支护段破坏模式分析

基于土质隧道围岩破坏模式的模型试验结果,通过临界尺度分析了未支护段围岩发生破坏的机理.根据围岩破坏形态和破坏机理建立了分析模型,推导了未支护段围岩发生自稳破坏、进尺破坏和不破坏的理论条件,并结合工程实例进行了分析.研究表明:围岩开挖的临界尺度控制了围岩的破坏模式,当开挖跨度或进尺分别大于相应的临界尺度时,未支护段就分别发生自稳破坏模式或进尺破坏模式;分别得到了发生自稳破坏、进尺破坏和不破坏的理论条件及破坏高度计算式;工程实例验证表明理论分析结果与实际相符.