膨胀性围岩公路隧道设计施工研究

膨胀岩隧道由于其特殊的工程地质特性,成为当今地下工程界最复杂的研究课题之一.结合依托工程大华岭特长隧道中出现的膨胀岩,提出了膨胀性围岩隧道的支护结构和施工原则.应用弹塑性模型对膨胀岩隧道支护结构和施工过程进行了数值模拟计算,结果显示支护结构的初期支护及二次衬砌主要应力均在安全范围之内.     

管式注浆锚杆在软弱破碎围岩地下(边坡)工程中的应用

论述了软弱破碎围岩条件下高边坡、地下工程采用管式注浆锚杆进行初期支护的机理,总结和对比了在此类围岩条件下管式注浆锚杆的优点及适用性,介绍了管式注浆锚杆的施工方法和配套设备,为不良地质条件下高边坡整治、地下工程安全、快速施工提供支持,并有效降低工程造价.     

Interface模型模拟断续节理洞群渗流效应的数值分析

采用三维有限差分FLAC3D程序,以二滩工程地下洞群的结构形式为背景,提出interface界面模型模拟断续节理的力学效应,考虑与不考虑节理岩体静水渗流对围岩稳定性进行了大量计算工况的准三维数值模拟.通过系统分析得出相应的结论,为大型地下工程围岩稳定分析提供了有益的参考.     

围岩监控量测在界牌关隧道新奥法施工中的应用

地下工程的一个显著特点就是在施工过程中要对围岩体的变化情况进行监控量测,获得的量测数据经分析处理与必要计算和判断后,用以对洞室周围岩土体的变形进行预测,以期预见事故和险情,防患未然;同时根据监测数据对原设计方案进行修改,为后续工程的安全施工提供指导。本文以十堰至漫川关高速公路界牌关隧道工程为背景,利用围岩位移监测技术,及时获得施工过程中围岩的变化信息并加以处理,为隧道信息化设计和施工提供依据。     

浅埋大跨隧道坍方冒顶处理方案分析

隧道属于地下工程,在施工过程中围岩既是开挖对象,又是支护对象,隧道开挖后,原有的受力平衡被破坏,围岩在自重作用下,应力重新分布,构成新的受力平衡体系.因此准确掌握地质情况,充分了解围岩的性质,紧密结合隧道跨度及埋深等情况,以采取合理有效的开挖方式和支护措施,不仅能有效预防隧道坍方的发生,还能保障工程施工安全、工期和节省工程投入.结合广州东二环高速公路龙头山隧道右线进口段坍方冒顶事故,剖析浅埋大跨隧道坍方冒顶事故原因,为同类工程设计、施工提供借鉴与参考.     

某地下工程施工监控量测

地下工程建设的规模越来越大,对施工方法和施工监控量测提出更高的要求。监控量测能直观反映围岩及结构的稳定性,监测分析可用于修改施工支护参数,实现信息化施工。对某隧道工程修建中涌水量、围岩周边位移和拱顶下沉的量测,及时分析反馈信息,为隧道信息化施工提供了理论支持,取得令人满意的结果。     

深部节理岩体分区破裂化机制数值研究

基于深部地下工程围岩反复承受地质力作用和开挖扰动,其完整性和力学性能弱化的现实,认为其应力-应变关系服从峰后软化的遍布节理模型,然后考虑节理、原岩应力以及影响岩体性质的变形参数和强度参数等因素,设计模拟方案,利用FLAC3D数值软件,再现了围岩分区破裂化过程.模拟结果表明:节理的存在和分布对分区破裂化现象的形态和规模存在很大影响.岩体强度与原始应力场的相对关系是引发围岩分区破裂化的关键.当初始地应力超出岩体单轴抗压强度时,围岩将出现分区破裂现象,初始力相对于岩体强度、泊松比的增大与分区破裂的数目、破裂区延伸长度、破裂区范围等成近似的正比,而内摩擦角则呈现相反趋势.这一结果部分揭示了分区破裂发生的力学机制,为深部围岩支护设计理论的建立提供了有益参考.     

浅埋段偏压软弱围岩双连拱隧道施工动态过程研究

以赣崇(赣州—崇义)高速公路下关村双连拱隧道浅埋段施工为背景,针对浅埋段围岩软弱偏压情况,采用ANSYS有限元软件进行二维有限元分析,通过对隧道各开挖阶段的模拟计算,分析浅埋段偏压软弱围岩双连拱隧道开挖中围岩应力、地表变形和衬砌结构内力的变化规律,为实现隧道开挖过程动态控制提供依据。     

TRT超前地质预报技术应用研究

TRT超前地质预报方法具有操作简便、测试速度快、成果直观可靠等特点。以某地下工程为例,介绍TRT超前地质探测系统在实际工程中的应用,通过对比围岩实际开挖情况,验证了该法良好的超前地质预报效果。     

挤压性破碎围岩变形控制技术研究

本文依托雁门关铁路隧道开挖项目为背景,针对雁门关隧道施工过程中会发生围岩挤压大变形的情况,研究了预留核心土、超前支护、优化设置系统锚杆、双层支护等各项变形控制技术的控制效果,利用数值计算方法评价采用各种变形控制技术下隧道结构的安全性,形成了雁门关隧道挤压性破碎围岩综合变形控制技术。该高地应力破碎围岩变形综合控制技术适用于在高地应力或深埋条件下大断面软弱破碎围压隧道及地下工程的修建进行推广。     

考虑震源扰动作用的深埋隧洞开挖失稳研究

随着深部资源开挖难度的逐渐加大,加之震动作用的影响,深埋地下工程开挖安全与稳定控制成为面临的主要问题。采用数值模拟方法,对点震源和震面波扰动作用下深埋隧洞开挖稳定的影响进行数值计算,分析震源波在围岩体中的传播和衰减规律及其对地下工程开挖的稳定影响和冲击作用。研究结果表明:1)震源波主要向巷道方向传播,并不断向巷道围岩四周扩散,波动作用表现为对顶板整体向下、两边帮向内侧、底板向上;2)无支护条件下巷道围岩体受波动影响很大,应加强开挖支护强度或设置柔性吸能层以减小冲击破坏。研究结果可为深埋地下工程开挖安全和稳定控制提供依据。     

围岩性状非对称公路隧道施工方案优化研究

针对新疆天山玉希莫勒盖隧道一段围岩性状左右侧相差较大的实际情况,为确保施工安全,优化施工方案,采用大型通用有限元分析软件,对上下台阶法、先开挖围岩条件较好一侧CD法及先开挖围岩条件较差一侧CD法等不同施工方案进行数值模拟计算。从围岩竖向位移、应力及初期支护力学行为等方面进行了系统的比较分析,得出了先开挖围岩条件较差一侧CD法为较优施工方案。该结论不仅直接指导了工程的施工,而且可为其他类似工程的施工技术比选和施工安全保障提供有益的参考。     

炭质泥岩地层大变形偏压隧道施工技术

软岩大变形问题是目前地下工程界的主要研究方向之一,复杂的地质条件,围岩因素的不确定性,岩石变形机制的复杂性,施工方法和技术的选用等因素都会对隧道围岩的稳定性产生不利的影响。兴源隧道位于我国东北高寒高纬度地区,隧道穿越炭质泥岩地层,属于软岩大变形偏压隧道,针对该类地质环境下出现的地质灾害情况,从围岩变形原因分析着手制定围岩变形控制基准,以此为依据综合采取一系列的措施控制围岩的变形同时提高工程施工进度,包括如开挖设备革新、长大锁脚的使用等措施,为该类地质隧道的施工提供了新的思路。     

线性一非线性GM模型在地下工程围岩变形模拟预测中的应用

灰色系统理论在岩土工程领域的许多方面已得到广泛的应用，并取得了一系列成果，但在地下工程中的应用成果尚少。具体应用实践表明，线性DGM（2，1）模型、非线性Verhulst模型模拟预测地下工程围岩变形比一般回归分析效果好。DGM（2，1）和Verhulst模型不仅具有较高的精度，而且可方便地预测出围岩变形的最终位移，为地下工程信息化设计、施工提供更加准确的信息。     

桩周岩土稳定性评价中无损探测技术的应用

地下工程建筑物,修建过程中不可避免地会穿越不同水文地质体。地质雷达是无损探测技术的一种有效手段,相对于常规的地下探测方法,具有探测精度高、过程连续、灵活快捷、无损伤等优势。该文以福州某大桥挖孔桩围岩质量进行无损探测为实例,对桩底岩体和外侧围岩稳定性进行评判。工程应用表明:利用地质雷达技术,能够较准确有效地揭示挖孔桩围岩岩体界限、反映围岩结构状况,实践证明该技术方法切实可行。     

隧道洞口段开挖对相邻隧洞影响的数值分析

为研究麻武高速公路角儿尖隧道洞口段开挖对已支护相邻隧洞围岩稳定性的影响,依据角儿尖隧道地质情况,运用FLAC3D数值模拟软件进行模拟计算,并结合现场实测情况,对已支护相邻隧道围岩位移及应力演化规律进行了分析。结果表明:角儿尖隧道洞口段开挖对已支护相邻隧洞围岩变形影响较大,其影响比重在30%左右,实测约为15%;针对角儿尖隧道洞口段开挖过程,应尽量缩短进尺,并控制装药量,将相邻隧洞开挖对已支护隧道的影响降到最低。研究结果为洞口段支护措施优化提供了依据,供类似工程参考。     

隧道开挖面空间效应特征研究及应用

地下工程开挖,是一个在空间上动态变化的过程。由于开挖面的向前掘进,围岩所受约束条件不断变化,其变形和受力也将随之相应变化。因此开挖面的空间效应是影响地下工程稳定性的重要因素。文中采用大型有限元软件ABAQUS,对地下工程开挖面的空间效应进行了分析,得到隧道开挖过程中开挖面拱顶点的沉降分布规律和经验表达式,以及小净距隧道开挖面空间效应的相互影响规律,并将分析结果与现场实测数据进行比较验证。     

高速公路偏压连拱隧道变形测量与计算分析

通过试验反演确定隧道围岩参数,建立隧道开挖数值计算模型,对施工变形进行模拟计算,同时布置相关测点对隧道围岩变形进行测量,将数值计算结果和测量结果进行对比分析。由围岩内部变形、隧道变形和地表变形分析得知,左洞变形大于右洞,左洞地表沉降量大于右洞,说明施工顺序对隧道变形影响较大,隧道径向6 m之外的围岩变形受开挖影响小,隧道径向6 m以内为围岩松动圈。     

沉积岩中深部隧道围岩层状破坏模型

研究发现在岩体基本力学介质中,当沉积板状(层状)岩体的结构和性状符合某些特征时,其力学机理从总体上符合板壳结构的特征.根据这一结论,建立了沉积层状结构岩体隧道围岩破坏模型.采用该模型具体分析了深部直立沉积层状岩体中的地下工程围岩在其长度远大于直立高度的情况下岩体中的层状破裂问题.并根据地下结构失稳概率分析原理,建立了直立沉积层状围岩稳定的极限状态方程.     

断面测量系统在良心隧道右线偏压段围岩变化量测中的应用

在隧道及地下工程施工中,一般采用类似多点位移计、测缝针、各种形式的收敛计等再结合其他测量仪器对围岩变化进行量测分析。本文重点介绍利用徕卡断面测量系统对围岩净空位移变化进行量测的技术,首先使用断面测量系统机载软件自动采集隧道围岩净空位移变化的外业数据,然后将数据传输到计算机,再利用隧道断面测量系统后处理软件进行自动的数据分析处理,快捷方便地获得围岩变化量测结果,并以准确、直观的图形、报表数据输出,及时为围岩稳定性判断和指导施工提供有力的依据。