大跨度隧道软弱围岩加固效果数值分析

应用有限元方法对弁山三车道隧道软弱围岩加固效果进行数值分析,针对不进行围岩加固、对拱圈围岩进行加固、对拱圈及隧底围岩进行加固等三种方案．对比分析隧道围岩与结构位移、围岩应力、围岩塑性区、初期支护和二次衬砌受力等指标,结果表明,应采取对拱圈和隧底围岩全面加固的方案,并对拱脚进行重点观测。研究成果可供类似大跨软岩隧道施工参考。     

不同围岩和埋深条件下隧道围岩位移和应力变化规律分析

采用FLAC3D计算了II～V级围岩在30 m、100 m、200 m、300 m、400 m和500 m埋深下的拱顶沉降和塑性压力,II和III级围岩拱顶沉降(包括开挖面拱顶沉降和最终拱顶沉降)随埋深呈线性增大,IV和V级围岩拱顶沉降随埋深呈非线性快速增大;开挖面拱顶沉降收敛比(开挖面拱顶沉降占最终拱顶沉降的百分比)随埋深增大而减小,随围岩等级降低而减小,表明深埋弱围岩中隧道要趁早支护。围岩塑性压力随埋深增加而增加、随围岩等级降低而增加,表明深埋弱围岩隧道支护结构受到的围岩压力大。最后对围岩应力集中及其影响因素进行了分析。     

公路隧道围岩变形破坏理论研究

采用理论分析、数值模拟以及现场监控量测等手段对公路隧道围岩变形破坏理论进行较深入的研究。通过分析开挖过程中围岩损伤演化,获得了损伤变量与围岩材料参数之间的关系,提出了围岩力学参数的预测方法。通过岩体破坏机理、围岩损伤应力影响范围以及影响围岩稳定性的各个因素综合研究,建立了卸荷状态下的围岩损伤本构关系和基于能量耗散的损伤本构模型。基于一般弹塑性数值分析原理,建立了考虑围岩参数劣化过程的隧道围岩损伤演化分析方法,分析了开挖应力状态下隧道围岩的弹塑性损伤演化机理。建立了基于经验公式和基于围岩渐进性破坏理论的公路隧道围岩压力演化趋势及预测模型,提出了公路隧道围岩压力演化趋势的预测方法。     

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

基于前人既有研究成果和日本龟浦隧道围岩变形试验,结合郑西客运专线大断面黄土隧道围岩大变形的工程实践,阐述隧道施工影响下围岩变形动态规律,提出围岩变形控制的技术要点和技术措施,并提出相应的围岩变形控制建议.研究结果表明：隧道开挖后的围岩变形可分为掌子面前方的先行变形、掌子面变形及掌子面后方变形3种形式,且这3种变形是同时发生的.控制开挖工作面失稳、拱顶失稳、拱脚下沉和围岩大变形等是隧道围岩变形控制的要点.开挖过程控制和辅助工法控制是隧道围岩变形控制的重点,其中初期支护及时闭合和合理辅助工法的选取是关键.     

注浆方式对大断面软弱围岩隧道稳定性的影响及研究

大断面软弱围岩隧道自稳性差,岩体破碎,在施工过程中可能会出现拱顶崩塌,掌子面失稳等问题。为保证大断面软弱围岩隧道前期施工和后期运营安全,对软弱围岩进行注浆预加固具有重要意义。应用有限差分软件FLAC3D对大断面软弱围岩隧道拱部注浆、全环注浆及不注浆3种方案进行数值分析,研究不同注浆方式对围岩的加固效果和围岩应力分布规律以及围岩稳定性,为大断面软弱围岩隧道的施工提供指导。     

黄土连拱公路隧道围岩变形监测和数值分析

以离军高速公路黄土连拱隧道为工程背景,对地表沉降、地质和支护状况、拱顶下沉和水平收敛进行了现场监测,并采用有限元方法分析了隧道围岩拱顶下沉和水平收敛的变化规律,进而研究了黄土连拱隧道三导洞法施工的围岩变形规律和影响因素．结果表明：黄土隧道Ⅳ类围岩比Ⅴ类围岩变形小,围岩稳定较快;三导洞施工法开挖中、左、右导洞和断面开挖时,围岩应力一直处于重新调整中,变形也在不断变化,且施工中开挖顺序对围岩变形有很大影响,在洞室开挖施工中,要密切注意拱腰及拱顶的变形情况,加强Ⅴ类围岩监测,及时进行临时支护,尽早完成右洞初期支护,以防变形过大而围岩失稳;影响黄土隧道围岩变形的主要因素是黄土的工程特性和地质工程环境．     

双车道公路隧道施工过程监测及围岩稳定性分析

分析了隧道施工现场的监测情况,对围岩的形变过程进行了概述,选取某省双车道隧道IV、V级围岩作为研究对象,并选取两种级别岩石的典型断面,研究围岩拱顶的沉降和周边收敛规律。最后通过对围岩的稳定性分析,得出了围岩的形变最大值和最小值,以及在当前条件下,围岩形变稳定的合理控制值。     

几种隧道围岩类别掘进和支护方法

延图高速公路地处山岭重丘区,隧道地质多为花岗岩和沉积财,地质条件复杂,岩性差,因此在施工中地浅埋Ⅱ类围岩、浅埋Ⅲ类围岩、深埋Ⅲ类围岩;Ⅳ、Ⅴ类围岩分别采取不同的掘进和支护方法,从而保证了施工质量。     

基于模型试验的双侧壁导坑法施工过程模拟研究

为了研究双侧壁导坑法施工过程中的围岩力学特性和位移特征,以在建大罗山隧道工程为例,采用相似模型试验进行模拟分析,研究了开挖过程中围岩的应力变化和地表沉降,以及隧道开挖完成后附加荷载作用下围岩的应力特征和衬砌裂缝发展情况。试验结果表明：在隧道开挖阶段,越靠近隧道周边的围岩应力监测点,围岩应力变化越大,且围岩应力变化从大到小依次为拱肩切向应力、拱顶竖向应力、拱腰竖向应力、拱腰切向应力。     

浅谈软弱围岩地段的支护体系

在围岩稳定型不足的软弱围岩地段,支护体系是整体施工安全的保证。就软弱围岩的超前支护、预期支护和复合衬砌支护体系进行简单论述。     

隧道初期支护变形特性空间效应分析及结构尺寸优化

针对长大公路隧道进口段软弱围岩稳定性较差,而隧洞的开挖进一步破坏了岩体的初始应力平衡状态,围岩应力状态的改变不利于围岩的稳定性问题,通过三维有限差分方法分析了初支尺寸、初支时机、初支刚度对围岩和支护结构的力学特性的影响,得出一些对软弱围岩山岭双线隧道具有实际指导意义的结论,为设计和施工提供可靠的依据。     

高地应力隧道施工对围岩应力与变形的影响研究

依据围岩稳定性理论,通过数值模拟方法,针对参数变化较大的几类围岩及参数在小范围变化的同一类围岩在高地应力圆形隧道施工过程中围岩应力与变形的表现形式,建立大量数值模型进行分析。结果表明：围岩较好的隧道主要应解决高地应力集中问题,围岩较软弱的隧道主要应解决变形问题;围岩参数小范围变化时,对围岩应力影响由大到小的参数依次为内摩擦角、粘聚力、泊松比、弹性模量,对围岩变形影响由大到小的参数依次为弹性模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比。     

软弱围岩隧道支护力学体系分析

由于施工单位对软弱围岩隧道变形规律认识和判断不足,会导致施工过程中的造价偏高,甚至出现安全事故,造成各种不必要的损失。其中,围岩变形偏大是造成坍塌等安全事故的主要原因。根据软弱围岩隧道的受力及变形特点,建立了模型,通过模型围岩弹性区、塑性区应力的变化及隧道开挖阶段塑性半径、界面接触的区分,揭示了软弱围岩的力学变化特点,为软弱围岩隧道施工提供良好的技术支撑。     

基于集对层次分析法的围岩分类等级研究

基于集对分析法原理,采用围岩等级分类中RMR围岩分类方法,建立围岩分类等级的评价体系;结合层次分析法原理,根据RMR围岩分类等级和实际工程经验得到各指标的权重值;利用集对分析法中"同、反、异"原则求得各指标联系度以及加权联系度,根据最大隶属度原则确定围岩等级.结合某大型水电站地下洞室围岩RMR分类的实测数据,基于集对层次分析法的原理进行研究,计算结果与已有研究结果基本吻合,可以作为研究围岩等级的新方法.     

长大深埋隧道开挖施工控制关键技术

某双线隧道最大埋深为556.71m,长度5125m。围岩类别为以III、Ⅳ级围岩为主,岩性主要是硬脆性的砂岩、石英砂岩,局部软弱围岩段为Ⅴ级围岩,岩性为砂及卵砾石,黏土和粉质黏土、半胶结砾岩,下伏中生界砂岩、页岩、泥岩。此外隧道还经过一粘土、泥夹石断裂带。深埋隧道开挖施工软弱围岩段施工隧道Ⅴ级软弱围岩段采用三台阶七步开挖法,施工工序见图1。具体施     

双线铁路隧道软弱围岩段光爆技术探讨

以往的隧道光爆施工大多数被运用在围岩条件较好的Ⅱ、Ⅲ级围岩地段,对软弱Ⅳ、Ⅴ级围岩段考虑的反而较少。文章探讨了铁路双线隧道软弱围岩段的光爆技术,通过它的运用能最大限度地减少了Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖对其轮廓面围岩的扰动,很好地控制了软弱围岩的超欠挖,进而提高了隧道施工安全、工程质量及经济效益水平。     

侧压力系数对节理岩体隧道稳定性的影响

为研究侧压力系数对节理岩体隧道稳定性的影响,利用ABAQUS有限元软件建立了节理岩体隧道模型,分析了不同的侧压力系数和倾角节理对隧道围岩稳定性的影响,研究了围岩变形规律、围岩应力分布、塑性区域分布及围岩破坏时塑性流动规律.研究结果表明:随着侧压力系数的不断增加,围岩竖向位移、最大主应力、最大等效塑性应变均呈现先减小后增...     

岗上隧道围岩变形机制及防治对策研究

通过岗上隧道地质勘察、地球物理勘探和围岩分级与变形观测研究,建立地质先导,轻便物探仪器探测,必要时采用钻探验证的快速地质超前预报施工模式;对隧道围岩变形发展趋势,施工方法和进度的超前预报提出科学预测和建议;为隧道工程实践中围岩变形问题的解决和隧道围岩变形的防治措施提供实践经验。     

施工阶段围岩类别的定量评定方法

基于大量的实地观测数据和数量化理论，根据围岩的完整性评价指标，并考虑岩层处的 地下水的状况以及应力场，提出了隧道施工阶段围岩分级的定量评定方法、建立了围岩类别判定系数的确定方法，从而导出了隧道围岩类别的判定标准。     

基于正态云理论的软弱隧道围岩分级

选取针对软弱隧道围岩的4个指标——单轴抗压强度Rc、完整性系数Kv、黏聚力c及软化系数Kf,构建了基于正态云理论的软弱隧道围岩分级体系;用隧道工程实例对软弱隧道围岩分级体系进行了验证计算,并以实际开挖围岩等级作为参照标准,对比分析了分别用正态云法与BQ法得到的围岩分级结果.结果 表明:与BQ法相比,正态云法得到的围岩等级与实际开挖围岩等级的一致性更高;验证了基于正态云理论的软弱隧道围岩分级体系的可行性;正态云法围岩分级体系可作为一种新的软弱围岩分级判定方法.