空心包体应力解除法与声发射法在岩爆危害隧道地应力测定中的对比应用

在具有岩爆危害的深埋特长隧道施工中,地应力的准确测量及研究对隧道围岩稳定性及岩爆分析起着重要作用。文章详细介绍了空心包体应力计地应力测量技术的原理、计算方法和实施过程,尤其对现场实际测量过程中普遍存在的问题进行了详细说明,并对钻孔和安装设备进行了改良,有效提高了测量效率和避免了设备损失。通过空心包体应力解除法和声发射法两种方式对米仓山隧道围岩地应力进行测试对比,结果表明,两种测试结果大小和方向接近,其结果准确可信,可为隧道围岩稳定性和岩爆分析提供重要的数据。     

水压致裂地应力测试法在茅坪隧道中的应用与研究

高地应力以及由此诱发的地质灾害(如岩爆等)是目前隧道施工中经常遇到的工程地质问题,地应力测试则是进行隧道岩爆及其他灾害预测预报的重要内容.本文通过对福建省闽北地区公路隧道-茅坪隧道钻孔XS10的水压致裂地应力测试成果的分析研究,对测试区域的地应力水平及隧道围岩稳定性做出了评价,从而为该地区隧道的地应力参数及岩爆分析评价...     

西藏扎墨公路嘎隆拉隧道地应力测试分析

为了确定两藏扎墨公路嘎隆拉隧道围岩应力状态,作者利用水压致裂法在隧道进出口部位进行了地应力测量,并通过有限元回归分析,预测了整条隧道岩体应力分布;最后从地应力角度,分析和预测了隧道沿线的岩爆情况.     

桃园至巴中高速公路八庙隧道非常规岩爆段病害处治与设计反思

桃巴高速公路八庙隧道局部段落最大埋深312 m,围岩产状为近水平地层的砂泥岩互层,隧道施工过程中发生非常规岩爆现象,运营后发生非常规岩爆现象的段落出现了一系列病害。文章通过对现象与数据的分析,结合隧道专项检查结果归纳总结了病害原因;基于施工期间现场地应力测试结果,假定已经发生严重开裂的二次衬砌处于破坏临界状态,从而反推得出结构所承担的荷载。文章推导了混凝土结构增设套衬后的结构安全系数计算公式,得出隧道增设套衬后安全系数与套衬厚度的关系。     

高地应力水平层状硬岩隧道岩爆分级与防控技术研究

本文依托乐汉高速大峡谷隧道,总结分析了高地应力水平层岩爆的特征并提出了岩爆分级标准。在岩爆分级的基础上,提出了针对不同岩爆等级的处置措施。现场实践结果表明,对于弱岩爆可以采用全断面法开挖,降低扰动次数。对于中～强岩爆段,宜采取短进尺分部开挖,降低爆破对围岩的一次性扰动,同时采取应力释放孔、应力解除爆破孔等辅助措施提前释放围岩应力。     

基于复变函数理论的深埋隧道岩爆特性分析研究

岩爆的准确预测对隧道的安全、快速施工具有重要的意义。文章针对隧道岩爆特征,借助共形映射函数,以无限单连通域的Laurent级数表示的映射函数为基础,应用Muskhelishvili提出的复变函数解法得出侧压力作用下圆形断面的应力统一解;选择合适的岩爆判据,得出岩爆综合评定等级,并将解析计算的结果与数值模拟计算得出的岩爆结果及实际岩爆情况进行对比分析。结果表明:隧道围岩的不同部位出现不同程度的应力集中,开挖后的最大压应力主要位于拱顶处;深埋隧道段围岩开挖后,受构造应力影响的结构面应力会出现突变及应力集中;解析计算结果与数值模拟和实际岩爆结果基本吻合,证明了借助复变函数分析岩爆预判的有效性,对施工有一定的指导作用。     

五女峰隧道隧址区地应力场反演与岩爆风险分析

隧址区地应力分布规律研究是确定隧道围岩岩性、工程设计和施工方案决策的重要前提。文章基于最小二乘法的多元回归方法对五女峰隧道初始地应力场进行了反演分析,得到了相应的回归系数。对比反演得到的应力值与实测值发现差异较小,反演结果满足工程应用要求。同时基于反演分析结果,给出了五女峰隧道岩爆风险等级分区图,隧道洞身区域处于高应力区域,施工过程可能存在岩爆风险,应加强监测并做好应急防治预案。     

模糊综合评判法在大相岭隧道岩爆预测中的应用

岩爆问题是大相岭隧道的主要工程地质问题之一,为了保证隧道施工安全和高效,岩爆问题的分析和预测显得至关重要.在结合大相岭隧道工程背景的基础上,重点介绍了"模糊综合评判预测"法的原理和使用方法,并用此方法对大相岭隧道在开挖过程中岩爆出现的可能性、可能地段,以及岩爆烈度等问题进行了预测分析.所得结果表明,大相岭隧道中等程度及以上岩爆约占隧道总长度的37%左右,大体符合实际的开挖情况.因此证明,这种岩爆预测方法对隧道的安全施工有重要作用.     

基于应力判据的鸿图嶂隧道岩爆发生规律研究

本文以大丰华高速公路鸿图嶂隧道工程为依托,选取典型计算断面,采用数值模拟手段分析洞周围岩二次应力分布情况,分析岩爆产生的范围及烈度,最终完成对鸿图嶂隧道的总体岩爆预测.分析计算结果得到结论:(1)洞壁最大主应力随应力释放率增大而增大,直至应力释放系数为1.0时达到最大;(2)压力系数λ>1时,σ1的最大值位于拱顶,当λ≤1时,σ1的最大值位于边墙;(3)王兰生判据最为符合鸿图嶂隧道的实际岩爆情况,将其作为综合预测判据;(4)得到了鸿图嶂隧道全线岩爆综合预测结果.     

套孔应力解除法在老营盘隧道洞身段的应用

依托老营盘隧道工程,本文采用应力解除法对隧道洞身段Z1K17?+?880处进行现场地应力测试。由测孔内的原岩应变,利用岩石的本构关系来间接计算原岩应力,同时将取出的岩芯制成标准试件,进行室内试验以获取原岩的力学参数。计算结果表明,最大主应力大小为27.44MPa,倾角-16.56°,方位角192.60°,测点岩石抗压强度与隧道洞身最大主应力之比为0.24。测试结果表明隧道测点处属于极高地应力状态,隧道在施工过程中可能会出现软岩大变形。     

深埋隧洞岩爆的抽样概率预测方法

随着我国地下工程建设逐步向深部发展,大量岩体工程受到岩爆灾害的威胁。因此,岩爆预测方法的研究对于施工过程的灾害控制和施工参数的正确确定具有重要意义。然而,岩爆的发生具有一定的随机性,导致其随机发生的一个很重要的因素是由实际工程岩体的非均质特性导致的岩体力学参数的随机性。鉴于此,文章基于不确定性的可靠度理论与数值计算手段相结合的方法,提出了一种深埋隧洞岩爆的抽样概率预测方法。首先,将岩体力学参数视为随机变量,通过室内试验并结合Bayes方法获得力学参数的分布类型及其数字特征;其次,利用可靠度理论中的蒙特卡洛方法,通过随机抽样构建一组数值计算样本;最后,对样本进行数值分析,并对样本数值计算结果进行统计,从而获得岩爆发生的概率。采用该预测方法,对锦屏二级水电站3#试验洞F支洞的岩爆案例进行了分析和预测。结果表明:预测分析结果与实际岩爆情况一致,且该方法简单实用,可为深埋隧洞岩爆预测提供有益的参考。     

隧道周边应变与挤压因子法在隧道围岩大变形预测中的应用

挤压性大变形是高地应力区软弱围岩隧道施工中亟待解决的工程难题,其变形量的预测是高地应力环境条件下软弱围岩隧道变形控制的关键。基于此,文章在总结前人研究成果的基础上,首先采用挤压因子法对某软岩隧道挤压性大变形等级进行预测,然后采用隧道周边应变法对挤压性大变形的量值进行预测,并提出了针对性控制措施。预测结果与实际开挖后的监控量测值较为吻合。该预测方法可对同类工程施工变形控制提供借鉴和参考意义。     

一种随机数学方法预测隧道涌突水量研究

涌突水灾害是隧道工程中常见的灾害,准确预测涌水量的大小对于保证隧道施工、降低隧道施工风险具有重要意义.通过实例研究,分别利用理论计算法和层次分析一模糊综合评判方法预测隧道涌水量.与实际发生的涌水量对比,理论计算法操作简单,但预测不够准确.随机数学方法考虑影响隧道涌突水多方面因素,并用权重来控制各因素对隧道涌突水的影响程度,预测结果和实际发生的涌突水能较好地吻合.由此证明了层次分析一模糊综合评判方法的适用性.     

长大深埋山岭隧道岩爆地段关键施工技术

岩爆研究成果丰富,但仍然是一个世界性难题。文章结合向莆铁路高盖山隧道、金瓜山隧道施工岩爆工程实例,采用国内外常用的岩爆判据和岩爆分级方法,研究分析了实例工程岩爆特征、岩爆等级、影响因素,以及岩爆预测预报方法,提出了岩爆防治措施,包括应力解除钻孔、注水湿化和锚固等方法;同时,在综合已有资料的基础上对岩爆判据、分级及防治等方面提出了意见和建议,强调岩爆判别应采用多因素综合判别准则。     

巴基斯坦某隧洞地应力状态及围岩大变形研究

如何利用有限的地应力资料对整个工程区地应力状态进行评估及预测一直是工程设计中的难点之一。文章利用水压致裂法对巴基斯坦某水电站的3个钻孔进行了地应力测量,通过测量获得了工程区地壳浅部现今地应力特征,并利用侧压系数变化规律对深部地应力值进行了预测。测试结果表明:在123~346 m测量深度范围内,地应力值一般随着深度的增大而升高,最大水平主应力量值为4.28~13.86 MPa,最小水平主应力量值为3.02~8.19MPa;在隧道埋深最大处,水平主应力则达到了40 MPa,表明工程区应力场以水平应力为主。利用强度应力比法和Hoek-Brown岩体强度估算方法对工程区应力状态进行了评价,研究表明工程区处于高地应力状态。测试结果说明最大水平主应力优势方向为NEE向,该方向与前人研究成果较为一致,工程区现今构造应力场与印度板块和欧亚板块相互碰撞有着密切关系。根据实测地应力测量结果及地应力预测结果,对水电站输水隧洞围岩大变形进行了探讨,结果表明:当埋深超过300 m时,围岩将发生大变形;当埋深超过800 m时,围岩将发生严重的挤压变形。     

有关岩爆问题的几点探讨

岩爆的发生会对隧道施工的安全构成很大威胁。介绍了岩爆形成的机理,通过研究分析,证实了采用距离判别分析模型对岩爆发生与否及其烈度进行预测预报是可行并有效的。结合工程实例,概述了施工企业预测和防治岩爆的方法和措施。     

断层影响带地应力特征及稳定性验证

为研究分析福建某隧道两断层影响带的地应力场特征,在其隧道中部断层影响带附近两钻孔中采用水压致裂法进行了地应力测试.测试结果表明:断层影响带测试区地应力符合一般地应力分布规律,水平主应力随深度增加有增大趋势,局部裂隙导致部分测点应力值偏高或偏低;两测孔最大水平主应力方向一致,均为NNW向.该测试结果与区域构造应力场基本吻合,也接近于同区域围岩完整区地应力测试成果.文章根据该测试成果分析了该测试区的地应力特征,并采用滑动准则下限验证了两测孔所在的断层的稳定性.     

岩体温度法隧道施工掌子面前方涌水预测预报探讨

文章在简要介绍各种隧道涌水预报方法优缺点和岩体温度法隧道涌水预报研究现状的基础上,分析了岩体温度法隧道施工掌子面前方含水体预测预报中影响岩体温度测试的因素及需要解决的问题,初步探讨了隧道洞内岩体温度变化与隧道施工掌子面前方含水体的关系,提出了应用岩体温度法进行隧道施工掌子面前方含水体预测预报的可能性。     

西南某电站辅助隧洞岩爆地质力学模式研究

在现场大量调研的基础上,结合隧洞施工记录中上百次的岩爆资料,分析西南某电站辅助隧洞岩爆的典型发育特征,结果表明洞内岩爆现象总体以轻微岩爆（Ⅰ级）和中等岩爆（Ⅱ级）为主,局部地段有强烈岩爆（Ⅲ级）发生.总结了隧道内岩爆变形破坏的六种基本地质力学模式,即张裂－剥落、张裂－倾倒、张裂－滑移、张裂－剪断、弯曲－鼓折和穹状爆裂,最后得出了基本地质力学模式与岩爆烈度等级的关系,即张裂－剥落和张裂－倾倒模式的岩爆烈度较低,多为Ⅰ级,围岩以张性破坏为主;张裂－滑移、张裂－剪断模式的岩爆,烈度可达Ⅱ级,围岩以张剪破坏为主;弯曲－鼓折或穹状爆裂模式的岩爆烈度可达Ⅱ～Ⅲ级,岩石以剪切破坏为主.     

山岭隧道洞身段震害规律与地震风险模糊综合评价分析

隧道洞身段长度因占隧道整个长度的比重较大,发生地震损坏的风险不容忽视。文章通过建立地震风险模糊综合评价模型,对山岭隧道洞身段地震风险进行了分析;收集整理了汶川地震中四川省境内59座山岭隧道震害资料,归纳出了影响隧道洞身段地震反应的10个主要因素,即埋深、施工情况、支护结构及强度、断面大小及形状、地震烈度、地震波传播方向、震中距、隧道长度、断层与软弱破碎带、围岩质量,并总结了与震害的关系;采用层次分析法计算地震风险因素的权重,选取梯形和语意隶属函数,应用模糊数学和加权平均法进行了模糊综合运算。通过将模糊综合评价模型应用于龙洞子隧道的工程实践,得出了洞身段地震风险级别为极高的结论;通过汶川地震中的实际震害也验证了该模型的正确性。