昔格达地层隧道围岩的失稳特征及变形控制工法

昔格达地层是一种分布于我国西南地区的河湖相沉积半成岩,具有水稳性差,遇水易泥化、崩解等特点,在隧道开挖中易出现坍塌、围岩大变形等灾害,对隧道安全施工产生不利影响. 基于此,依托攀西地区昔格达地层桐梓林、垭口以及盐边隧道工程,现场取样并进行围岩室内物理力学试验,同时建立不同含水率深浅埋昔格达地层隧道有限元模型,探究不同含水率下昔格达地层隧道围岩的失稳特征,并提出针对昔格达地层隧道施工变形控制工法. 研究结果表明:昔格达地层对水较为敏感,其中浅灰色页岩夹砂岩的物理力学性质受含水率影响最大;当围岩含水率在0～20%之间时,昔格达地层隧道围岩变形呈现递增,但变形较小,自稳性较好,当含水率在20%～25%时,隧道围岩变形增大明显,失稳潜力巨大;在大埋深、高含水率的条件下,隧道仰拱隆起累计变形和掌子面挤出累计变形急剧增大,在拱顶部位,掌子面挤出变形主要发生在上中台阶交界处;针对昔格达地层隧道围岩失稳变形特征,提出在无水和有水状态下的昔格达地层页岩夹砂岩、砂岩夹页岩隧道围岩施工工法.      

开挖方法影响下的深埋隧道形变压力计算方法

为了研究开挖方法对围岩形变压力的影响,采用理论分析、文献调研及现场测试方法明确了其对围岩形变压力的影响规律;根据相应变化规律,基于多元非线性回归方法,考虑围岩级别、隧道跨度及隧道开挖方法因素建立了围岩形变压力定量计算公式;对54座隧道的205个实测形变压力断面数据（108个大型机械化配套大断面开挖施工监测断面、97个常规分部开挖施工监测断面）进行分析.结果表明:采用大型机械化大断面开挖方法,隧道开挖后围岩稳定,所产生的围岩形变压力小;采用常规机械化分部法开挖方法,所产生的围岩形变压力大;围岩形变压力计算公式中开挖方法影响系数k_c的取值范围为1.00～1.15,且围岩级别越大,k_c取值越大,开挖方法对围岩所产生形变压力的影响越明显.      

施工期昔格达地层失稳机理分析

通过对西攀高速沿线边坡在施工期间情况的调查,分析了各坍塌边坡失稳的机理,总结出了其中存在的规律;其中着重研究了当工点附近有水渠通过和坡体内存在局部构造时,对边坡的不利影响;最后对防止昔格达地层施工期失稳提出了一些普适性的建议.     

公路隧道围岩压力与应力计算方法新探

以地球物理学的基本理论为指导，根据地球重力场的特点，探讨了隧道工程洞壁围岩侧压力的来源。以严密的理论分析为依据，指出了地应力产生的主要原因在于重力(即地心引力)：重力不仅可以产生竖向地应力，而且还可产生水平地应力。给出了重力所致竖向地应力与水平地应力的科学表达方式。通过计算实例证明了地下隧道水平地应力远大于其竖向地应力(这一点与实际情况是完全吻合的)：提出了隧道围岩压力与应力计算的一种新方法，给出了洞壁及拱顶压力与应力的计算公式，洞壁侧压力计算公式为P=m(θ2-θ1)。     

施工期昔格达地层失稳机理分析

通过对西攀高速沿线边坡在施工期间情况的调查,分析了各坍塌边坡失稳的机理,总结出了其中存在的规律;其中着重研究了当工点附近有水渠通过和坡体内存在局部构造时,对边坡的不利影响;最后对防止昔格达地层施工期失稳提出了一些普适性的建议.     

隧道水平围岩压力计算方法

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88~145 kPa, 采用新算法计算的水平围岩压力为110 kPa。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115 kPa, 与采用新算法计算的水平围岩压力接近, 两者相差5 kPa, 验证了新算法的可行性。     

昔格达岩层中灌注桩承载力计算方法探讨

昔格达岩层属于极软岩类,现行各规范对极软岩中的桩基未有明确完整的计算方法,这给在昔格达岩层中桩基的设计带来了很大的困难.本文分析了现行桩基承载力各种计算方法的特点,在总结前人经验的基础上,考虑昔格达岩层中灌注桩的承载特性,结合室内试验及该岩层中灌注桩的现场静载试验资料,提出了按土层中的摩擦桩来计算昔格达岩层中灌注桩承载力的计算模式,并得出了相应的计算公式,通过验证,此计算方法可用于昔格达岩层中灌注桩承载力的计算.     

围岩压力在公路隧道工程施工方法探讨

围岩压力是指在开挖隧道后围岩变形以及应力重新分布的一种物理现象。随着公路隧道工程建设规模的不断扩大,公路隧道工程中由围岩压力引起的围岩变形、坍塌以及支护变形等现象发生的次数也越来越多,由此人们开始认识到围岩压力的存在,并加大了对其研究力度,以确保隧道工程的质量。但是由于隧道工程中岩体、施工等各方面的随机性,以及隧道结构的复杂性,导致了对围岩压力的测量、计算较为困难。因此,在当下公路隧道建设大规模开展的形势下,必须要继续加大研究力度,认真分析压力计算方法,以提高公路隧道工程中围岩压力计算水平。     

超深埋盾构隧道设计中水压力控制探究

以某煤矿斜井隧道为例,介绍超埋深盾构隧道管片结构设计中水压力的控制方法。根据山岭隧道和引水隧道等的设计施工经验,在含水地层采取以堵为主、疏堵结合的方式进行设计,有效控制了管片结构的外水压力。     

阶梯地形对西昌昔格达组三维地基地震动影响

为研究西昌昔格达组阶梯地形标高突变对地震动响应规律,选取攀钢西昌钒钛钢铁新基地地基工程为背景工程.以2个地基方案为研究对象,用有限元软件构建2个三维地基模型并模拟地震动作用下模型表面3个方向地震动加速度分布.通过分析得出如下结论:阶梯地形标高突变对水平方向加速度放大系数影响甚小,而竖直方向加速度放大系数骤增,但是否随着标高突变量增大而增大,有待进一步研究;从阶梯地形角点处向内侧延伸,竖直方向加速度放大系数又减小;竖直方向加速度放大系数随着输入地震动强度增大而减小;输入地震波强度越大,标高突变引起竖直方向加速度峰值增大越显著.     

分析高压富水地层超深埋特长隧道施工技术

结合隧道工程实际情况,针对穿越高压富水地层的超深埋特长隧道,在掌握隧道基本特点的基础上,提出了隧道的施工方案、施工方法和机具设备选型,并对主要施工技术进行了深入分析,内容涵盖超前地质预报、地下水处理、岩爆预防、隧道快速施工和施工安全监测,其中地下水处理和岩爆预报是研究的重点,可为其他类似隧道提供技术参考的结论。     

深埋隧道穿煤段围岩变形特征研究

根据某隧道穿煤段（C2煤层）的工程实例,结合围岩位移、围岩内位形、锚杆轴力和钢拱架压力等现场监测,而进行的有关隧道穿过煤段围岩-支护结构的变形特征的分析结果表明：围岩位移变形分为急剧增长、缓慢增长和趋于稳定三个阶段：受高应力与岩体结构的影响,拱顶下沉为水平收敛的3倍,且初期下沉快,下沉时间长;围岩浅部较深部变形快且大．松动圈半径为2．5m～3．0m。该研究结果为深埋隧道穿越煤段设计和施工提供了重要的科学依据。     

深埋隧道穿煤段围岩变形特征研究

根据某隧道穿煤段(C2煤层)的工程实例,结合围岩位移、围岩内位形、锚杆轴力和钢拱架压力等现场监测,而进行的有关隧道穿过煤段围岩-支护结构的变形特征的分析结果表明:围岩位移变形分为急剧增长、缓慢增长和趋于稳定三个阶段;受高应力与岩体结构的影响,拱顶下沉为水平收敛的3倍,且初期下沉快,下沉时间长;围岩浅部较深部变形快且大,松动圈半径为2.5m～3.0m。该研究结果为深埋隧道穿越煤段设计和施工提供了重要的科学依据。     

大断面黄土隧道基底围岩压力研究

黄土隧道基底区域围岩压力确定直接关系到隧道基底承载力是否满足结构稳定及运营安全的要求。以客专浅埋黄土双线大断面隧道为研究对象,分别采用普氏理论、太沙基理论、谢家烋理论、比尔鲍曼理论、卡柯公式、全土柱法、岩柱法、规范推荐方法、有限元法与实测值进行对比分析,推荐大断面黄土浅埋隧道采用太沙基理论与有限元方法相结合的方法计算确定基底围岩压力。     

软岩隧道围岩压力模型试验研究

采用相似材料模型试验方法,对软岩隧道在以竖直地应力为主和水平地应力为主两种情况下围岩压力分布规律进行了研究.研究结果表明,隧道围岩应力升高区在隧道周围1倍洞径之内,应力集中系数约为1.2～1.5.因围岩应力重分布而出现塑性区,高应力向深部转移.隧道施作衬砌后,随着洞周围岩应力进一步释放,塑性区继续扩张,应力升高区也进一步向围岩深部发展,洞周的应力集中现象有所减小.隧道边墙中部、拱肩、拱顶是比较关键的部位,应加强支护.     

隧道围岩分类方法综述

隧道围岩的分类是指导隧道设计和施工的重要依据.文中从隧道围岩分类的发展历史对其进行了探讨,并提出了未来隧道围岩分类方法发展的方向是由定性为主转为定量为主,从单指标向多指标分类.     

软弱破碎地层隧道半椭球体松散荷载计算方法

为有效控制隧道围岩压力,优化隧道支护结构,研究了软弱破碎地层作用在隧道衬砌结构上的松散荷载;根据相关文献中砂性地层隧道周边围岩松动变形试验,采用半椭球体拟合了地层松动范围,提出了软弱破碎地层半椭球体松散荷载模型,给出了松散荷载随隧道收敛变形的计算表达式,分析了松散荷载的分布特征及其随隧道收敛变形的变化特征;为提高松散荷载计算效率,将半椭球体松动边界离散为多个线段,提出了松散荷载离散求和的数值计算流程;为进一步增强计算模型的工程实用性,采用二次多项式拟合松散荷载,得到了松散荷载随隧道收敛变形的简化计算方法。研究结果表明：提出的半椭球体模型可较为准确地描述隧道所受的松散荷载及其随隧道收敛变形的动态变化特征,由于滑动面上摩阻力的作用,松动区范围内的地层竖向应力小于地层初始自重应力,松动区荷载通过滑动面上的摩阻力向周边地层转移,松动区土拱效应显著;随着隧道收敛变形的增加,隧道周边地层松动范围增大,松散椭球体受周边地层的约束作用减弱,地层土拱效应减弱;地层内摩擦角和椭球体偏心率对松散荷载的计算结果影响较大,需根据地质条件测试确定;将半椭圆曲线分为3段时,离散求和的数值计算结果与解析解的相对误差约为3.9%,具有较好的一致性。     

软弱围岩隧道施工方法及施工工艺的探讨

软弱围岩的隧道施工一般属于重难点控制施工项目,它对施工周期、安全性、质量和投资都有巨大的影响。怎样按照工程实际提出最好的措施,是完成软岩隧道的施工重点和前提,本文依据工程实例进行总结概括,针对相异的软岩特征与地形条件,提出不同的施工方案,以供同行参考。     

软弱围岩偏压隧道围岩压力计算公式推导与分析

通过对软弱围岩中偏压隧道围岩压力的公式进行推导,分析公式中所涉及参数之间的关系,得出这些参数的变化对侧压力系数和衬砌荷载强度的影响。结果表明:当两侧滑动面的摩擦角和计算摩擦角一定时,随着地面坡角的增加,侧压力系数呈现出增长趋势,而衬砌上的荷载强度呈现出降低趋势;当地面坡角和计算摩擦角一定时,随着两侧滑动面的摩擦角增大,侧压力系数表现出增长趋势而衬砌上的荷载强度出现降低趋势;当地面坡角和两侧滑动面的摩擦角一定时,随着计算摩擦角的增大,侧压力系数为降低趋势而衬砌上的荷载强度呈增长趋势。