浅埋偏压黄土隧道变形破坏机制分析及治理措施

以某高速公路黄土隧道施工为例,通过有限元计算分析浅埋偏压黄土隧道开挖时山体及隧道的变形破坏机制,提出反压回填的治理措施.     

浅埋连拱隧道施工变形与受力特征模拟分析

对V级浅埋连拱隧道进行三维数值模拟分析,建立了详尽的接近实际的计算模型,按等效原则确定支护结构计算参数,并得出结论:开挖卸载对沉降和围岩应力重分布有较大影响,初期支护和临时支护对沉降的控制效果明显,而受开挖卸载的影响主要集中在1/3倍洞径范围内,连拱隧道的中墙在施工中会有很小角度的整体偏转,产生较大压应力。     

大跨度浅埋偏压隧道围岩变形分析

利用有限元数值模拟分析了两组工况下偏压隧道的围岩变形及隧道衬砌受力情况,结果表明:衬砌外荷载主要由上覆岩土体自重以及围岩沿着潜在滑移面产生剪切变形形成,剪切变形对围岩及衬砌受力影响显著。在平行于偏压面岩层与衬砌交界处（浅埋侧拱脚、深埋侧拱肩）的内力明显突变。地表注浆加固在一定程度上改善了围岩物理力学特性,减小偏压引起的剪切变形,有利于围岩稳定及隧道衬砌受力。     

基于位移反分析的浅埋偏压隧道有限元模拟分析

为了更加准确地获取有限元模拟分析中围岩的力学参数,以广西隆林~百色高速公路某隧道为例,采用一种基于位移反分析的围岩力学参数选取方法。根据现场实测数据,采用BMP90位移反分析程序进行反分析得到等效弹性模量及侧压力系数,并在进行ANSYS有限元模拟计算时分别选用由反分析得到的等效弹性模量及侧压力系数和规范建议的取值,将最终计算结果与实测数据进行对比,结果发现基于位移反分析的计算结果与实测值较为接近,表明由反分析得到的围岩参数与工程实际更加吻合。研究内容能为隧道工程围岩力学参数的赋值选取提供一定的参考。     

浅埋偏压隧道围岩渐进破坏机制分析

为了研究浅埋偏压隧道围岩的渐进破坏过程和破坏模式,为隧道支护参数的确定提供依据。运用自行研制的隧道模型试验装置,对浅埋偏压工况下单洞及小净距隧道的破坏过程和破坏模式进行研究。研究表明:浅埋偏压隧道的破坏模式可以看作岩体在重力作用下的坍塌破坏,且浅埋偏压隧道的偏压角度和围岩的力学参数决定了破坏体的规模和范围,破坏体的范围主要受偏压角度的影响。     

岩溶地区隧道衬砌受力及变形特征的有限元分析

运用ABAQUS有限元分析软件,结合岩溶地区山岭隧道的工程实例,建立隧道施工过程的三维有限元模型,研究了岩溶地层对隧道围岩和初期支护结构受力和变形的影响。结果表明:在岩溶地区开挖隧道,衬砌拱顶承受较大的应力而边墙部分承受较小的应力;边墙及拱顶均存在下沉现象,且位移呈直线增长趋势,隧道围岩底部存在一定程度的反拱现象。     

浅埋黄土隧道施工方法及支护受力研究

本文以神延铁路十五标段及Ｗ６标段共四座黄土隧道施工及应力监测为切入点，对浅埋黄土隧道施工方案及施工中突出的技术问题，支护与土体间接触应力分布规律及引起结构变形原因进行了分析和探讨，对今后类似隧道的安全施工和支护结构设计具有一定的参考作用。     

基于软弱围岩变形控制工法的浅埋隧道变形现场监测分析

野猪山隧道右线出口科研段,属于浅埋软弱围岩隧道进洞按照软弱围岩变形控制工法进行施工。本文通过现场监测,在拱顶沉降、地表沉降实测数据的基础上,分析研究了软弱围岩变形控制工法下围岩变形特征,包括拱顶沉降与时间、开挖关系,地表沉降横向分布规律及纵向分布规律,得到了宁波象山地区采用随机介质理论法预测地表变形的相关参数、软弱围岩变形控制工法下掌子面空间约束效应影响范围及掌子面前方围岩位移释放率,研究结论可望为浅埋软弱围岩隧道施工提供一定的指导。     

天津地铁浅埋暗挖隧道地表变形分析

 地铁隧道施工扰动地层，必然造成相应的地层变形。通过对天津地铁1期工程营口道车站中软岩、富水地层中采用浅埋暗挖法施工，并对地表位移的现场监测和分析，得到了浅埋暗挖法修建隧道地表运动的基本规律，在此基础上提出了控制地层变形的技术措施，在天津地铁1期工程施工中得到了充分的利用并且取得了良好的效果。     

浅埋隧道冒顶处理技术

本文介绍了沪昆高铁红岭斜井隧道在一次冒顶事故后，由于采取了有效了的开挖顺序、支护措施和相应的监测手段，保证了隧道施工的安全性，避免了因隧道围岩挤压而造成的事故，为同类地质环境的隧道施工提供了可借鉴的先例。     

浅埋大跨偏压隧道的破坏模式分析

为研究浅埋大跨偏压隧道破坏模式,利用有限元强度折减法对三心圆曲墙式断面隧道和马蹄形断面隧道在不同埋深、坡比工况下的塑性应变和安全系数进行研究,得到隧道的破坏模式及发展规律:无偏压条件下,随着埋深增加,三心圆曲墙式断面隧道最大塑性应变由拱肩向下转移到边墙附近,而对于马蹄形断面隧道,当埋深较浅时,在拱肩和边墙出现破裂面,随着埋深的增加拱肩的破裂面逐渐向边墙脚转移;当存在偏压时,三心圆曲墙式断面隧道浅埋侧先破坏,随着埋深的增加,最大塑性应变由浅埋侧拱肩移到浅埋侧边墙位置,对于马蹄形隧道,破裂面从浅埋侧拱肩和深埋侧边墙转移到墙角;在同一埋深条件下,三心曲墙式断面隧道安全系数高于马蹄形隧道安全系数。     

浅埋近接隧道施工地表沉降有限元分析

结合浅埋隧道工程地质和支护设计特点，应用大型有限元软件（ANSYS7．0）模拟了浅埋隧道近接施工的地表沉降曲线，并与现场实测资料进行了对比分析，得出多洞室施工的地表沉降量是单洞室沉降量的2～3倍，尤其是隧道上台阶的开挖对地表土体的扰动更为严重，从而证明了地表深层注浆的必要性。同时，通过对实测资料的回归分析，得出地表沉降与时间的关系曲线，对现场施工有着很重要的指导意义。     

基于监测数据的浅埋隧道大变形成因分析及其处治对策

为了解决隧道穿越浅埋偏压、松散破碎地层时极易发生大变形、坍塌等安全事故的问题,依托实际工程分析了隧道开挖后初支背后围岩压力、拱顶沉降、支护结构内力及衬砌表观病害的变化规律与分布特征,得到隧道结构的受力变形特征,进而阐明浅埋段大变形的形成机理,并针对其形成机理给出了处治策略,可为后续施工控制及同类工程的顺利修建提供借鉴。     

浅埋隧道稳定性监测及分析

同三高速公路浙江台州段黄土岭隧道地质条件极差（古滑坡体、水库底部），其中770m隧道属于浅埋隧道，覆盖层为黄粘土及库区淤积土。在施工中曾多次出现通穴坍方，严重影响了施工人身安全及衬砌结构的稳定。为此，邀请了浙大土木系与指挥部工程技术人员合作，对隧道的施工稳定进行了测试和监测，利用隧道收敛测试数据结合理论分析和经验判断，提出预警指导隧道施工，校核了衬砌结构设计，达到了预期效果。     

浅埋暗挖河底隧道的衬砌受力性状研究

针对采用浅埋暗挖法修建的河底公路隧道,通过数值模拟、经验公式与现场实测,研究不同时期的衬砌受力性状。结果表明,在不同河水位下完成双洞的开挖与初衬,河水位越高,初衬拱顶的最大沉降也越大,但先行洞初衬拱顶最大沉降的增加幅度要大于后行洞初衬拱顶最大沉降的增加幅度;可采用折减系数法计算施作二衬前的初衬背后水压力,提出的折减系数的经验取值方法可供类似工程参考;在隧道长期运营后,相比接触密实的状态,仰拱衬砌与围岩之间接触松散使二衬的最大拉应力与最大压应力均增加;提出了隧道上方河水位的经验计算方法,可为研究衬砌的长期受力性状提供参考。     

芙蓉山隧道浅埋段变形控制的数值分析

广东韶关芙蓉山隧道浅埋段由于地质条件复杂,岩性差,且顶板厚度较薄,掘进初期多次发生坍塌、冒顶等险情.文中针对这一问题,采用三雏有限差分软件FLAC3D,基于上下台阶法和CD法对隧道开挖过程中的地表沉降、洞内围岩位移发展规律进行数值模拟计算.结果表明,CD法先行导洞开挖在施工中起到了减跨的作用,有效控制了围岩的变形发展,...     

浅埋大断面黄土隧道的变形监控及特征分析

本文结合兰秦快速路忠和至水阜段傅家窑隧道浅埋段的施工实践,通过接触法、无接触法监控量测手段,运用数据分析的方法,分析了大断面黄土隧道浅埋段在不同施工条件下的收敛、变形情况,总结了在施工大断面黄土隧道时应注意的施工要点。并详细介绍无接触量测技术观测组成,观测方法及要点。     

浅埋偏压隧道穿越松散堆积体支护结构受力特性分析

为探究浅埋隧道穿越松散斜坡堆积体时的偏压特性,基于雅康高速日地1号隧道,建立了精确的三维数值模型,运用FLAC3D进行了施工过程的力学分析,并开展了隧道支护结构体系力学行为的现场测试,对其洞口段穿越滑坡堆积体时的围岩变形机理与支护结构非对称受力特性进行了深入研究。结果表明:隧道周边围岩的变形具有显著的非对称特性。初期支护承受较大的荷载,最大围岩压力出现在深埋侧。与变形和围岩压力分布的情况相反,二次衬砌的最大轴力出现在浅埋侧。隧道二衬的安全系数较低,需要较长的时间才能稳定,为了确保隧道运营期间的安全,应适当增加二衬厚度。     

浅埋隧道开挖纵向地表变形预测及其基本规律

将隧道围岩看作一种随机介质,将隧道开挖所引起的上覆岩土体的移动看作一随机过程,应用随机介质理论,对浅埋隧道施工所引起的纵向地表移动与变形进行了分析计算,推导了相应的地表下沉、水平移动、倾斜、水平变形以及地表弯曲曲率的计算公式。工程实例分析表明:计算结果同实测结果吻合较好。在此基础上,分析总结了浅埋隧道开挖引起的纵向地表移动与变形的一些基本规律,得出沿隧道纵向开挖只对工作面前后一定范围(2R)地表建筑物产生明显影响的结论。