软弱围岩中中隔墙法的施工全过程数值仿真

笔者通过软弱围岩中某一隧道在设计中的施工全过程力学数值模拟，说明目前在软弱围岩中采用中隔墙施工方法要注意的问题、各种支护作用、剪力状态及施作时机。     

软弱围岩偏压连拱隧道施工方法优化模拟研究

偏压连拱隧道不同的施工方法对岩体的受力特征和稳定性有着截然不同的影响,在地质条件较差的情况下该影响更为明显.本文运用FLAC2D对隧道合理开挖方法进行二维数值模拟研究,分析了某隧道在台阶法及双侧壁导坑法下围岩和中隔墙的应力应变情况,并分别对先开挖埋深较浅的一侧和先开挖埋深较深的一侧两种不同施工顺序进行分析比较,提出了类似条件下建议的施工方法.     

地表注浆法处治软弱围岩效果分析

针对国家高速公路网十堰至天水联络线陕西境安康至汉中古城隧道右线出口段穿越破碎、浅埋区,极易造成冒顶、塌方,为使施工快速、安全通过该区域,采取了地表预注浆加固方案,并在初期支护中布设测力元件,以检测注浆效果的有效性。     

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。     

软弱围岩隧道施工技术探析

在隧道施工过程中遇到软弱围岩,通常会让施工组织与技术人员感到有压力。软弱围岩作为隧道工程中重点且难点控制的工程,软弱围岩施工技术控制对工程的安全、质量等有比较大的影响。通过分析软弱围岩地质工程的特点,进一步阐述其施工方法,对软弱围岩隧道施工技术的重点控制进行了探讨。     

软弱围岩隧道台阶法施工中拱脚稳定性及其控制技术

简单阐述在软弱围岩地层条件下隧道施工过程中台阶法的运用,并根据目前存在的一些问题进行分析,概括出导致拱脚沉降现象出现的影响因素,并且针对这些因素提出提高其稳定性的控制手段。     

软弱围岩隧道施工技术分析

针对软弱围岩隧道,结合某隧道工程实际情况,在交代其围岩为典型软弱围岩及施工难点所在的基础上,深入分析了具体的施工方法,最后通过量测与分析得出本工程所用施工方法合理有效,能保证隧道围岩稳定性与安全性的结论。     

隧道软弱围岩钻爆施工方法

通过对隧道软弱围岩爆破施工的炮眼布置、参数设置、装药量控制等方面进行合理设计,即提高了循环进尺,又使超欠挖现象得到了有效的控制。使隧道施工更合理、更科学、更安全,为隧道钻爆施工起到了指导作用。     

软弱围岩隧道施工初期支护变形处理控制措施

主要对软弱围岩隧道初期支护及预加固要求,以及针对性的变形预防与治理方法进行了详细探讨,以提升隧道工程建设的安全性。     

非均质软弱围岩隧道注浆加固圈分布特性

基于随机分布理论和流-固耦合理论, 考虑注浆过程中围岩物性参数的动态变化和浆液黏度时变性, 推导了流-固耦合作用下非均质软弱围岩的浆液扩散方程, 并运用多场耦合软件COMSOL Multiphysics建立了小导管注浆浆液在非均质软弱围岩中的扩散模型, 系统研究了注浆参数与小导管布设等对浆液扩散与注浆加固圈形成的影响。研究结果表明: 浆液在非均质软弱围岩内以类椭圆形向四周扩散, 扩散形态随注浆压力、注浆时间与围岩参数等动态变化而不断变化, 最终趋于稳定; 在注浆过程中, 增大注浆压力和延长注浆时间在一定程度上可提高浆液的渗透能力并改善围岩的渗透性, 而适当的增大小导管布设长度或减小导管布设角度有利于注浆加固圈的形成; 为达到最优注浆效果, 洞头山隧道小导管预注浆加固压力宜设为1 MPa, 注浆时间宜控制在400 s, 小导管布设角度不宜小于30°, 布设长度应大于2.5 m; 经现场监测验证, 隧道围岩28 d抗压强度提高至2 MPa, 围岩渗透系数降至10^-5 cm·s^-1, 后续台阶法施工开挖拱顶沉降均小于3 cm, 围岩整体性和连续性得了显著提高。     

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。     

用有限元模拟软岩蠕变对隧道结构的影响

选用适当的软岩蠕变模型,建立了软岩围岩隧道的有限元计算模型,并以某修建在软岩地段的公路隧道为例,分析了隧道锚杆和支护施工的时间对其变形和内力的影响。另外,该模型也可应用于其它软土地下工程。     

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。     

公路隧道围岩变形破裂类型与等级的判定

详细阐述了公路隧道施工过程中 ,主要围岩变形破裂 (诸如塌方、大变形、岩溶型涌水涌泥砂、岩爆等 )类型、等级的判定方法和依据 ,这对信息化施工和及时采取相应针对性工程防治措施等均具有重要的理论与实践指导意义 .     

BQ法和灰色关联法相结合的隧道围岩分级验证研究

公路隧道围岩分级一直是研究人员共同关注的重要课题。分析了公路隧道分级方法存在的问题,然后通过对比分析,提出了以BQ法和灰色关联分析法相结合的公路隧道围岩分级方法。通过对杭州至瑞丽国家高速公路大兴段与思南段的太平河1号隧道的应用研究,此方案取得了很好的应用效果,给施工单位提供了有效科学的指导。     

Intelligent direct analysis of physical and mechanical parameters of tunnel surrounding rock based on adaptive immunity algorithm and BP neural network

Because of complexity and non-predictability of the tunnel surrounding rock, the problem with the determination of the physical and, mechanical parameters of the surrounding rock has become a main obstacle to theoretical research and numerical analysis in tunnel engineering. During design, it is a frequent practice, therefore, to give recommended values by analog based on experience. It is a key point in current research to make use of the displacement back analytic method to comparatively accurately determine the parameters of the surrounding rock whereas artificial intelligence possesses an exceptionally strong capability of identifying, expressing and coping with such complex non-linear relationships. The parameters can be verified by searching the optimal network structure, using back analysis on measured data to search optimal parameters and performing direct computation of the obtained results. In the current paper, the direct analysis is performed with the biological emulation system and the software of Fast Lagrangian Analysis of Continua (FLAC3D. The high non-linearity, network reasoning and coupling ability of the neural network are employed. The output vector required of the training of the neural network is obtained with the numerical analysis software. And the overall space search is conducted by employing the Adaptive Immunity Algorithm. As a result, we are able to avoid the shortcoming that multiple parameters and optimized parameters are easy to fall into a local extremum. At the same time, the computing speed and efficiency are increased as well. Further, in the paper satisfactory conclusions are arrived at through the intelligent direct-back analysis on the monitored and measured data at the Erdaoya tunneling project. The results show that the physical and mechanical parameters obtained by the intelligent direct-back analysis proposed in the current paper have effectively unproved the recommended values in the original prospecting data. This is of practical significance to the appraisal of stability and informationization design of the surrounding rock.     

基于实测数据的穿越软塑黄土层大断面隧道围岩与支护动态作用机制

选取软塑黄土层分布于隧道拱顶、洞身和隧底3组典型断面开展实测研究,分析了软塑层影响下的围岩变形特征、支护结构力学特征及其差异性,提出了基于实测数据确定支护特性曲线的方法,揭示了软塑黄土层影响下的围岩与支护动态作用机制,给出了相应的防控理念及措施。分析结果表明：隧道围岩变形由大到小依次为软塑黄土层分布于拱顶段、洞身段和隧底段;软塑黄土层分布于拱顶段支护结构拱肩和边墙脚、洞身段拱腰及其以下位置、隧底段拱部和仰拱承受较大围岩压力作用;支护结构承受主要荷载来压方向不同、围岩应力随开挖步序释放率不同及地下水渗流路径不同是3组断面支护结构应力存在差异的直接原因;软塑黄土层分布于拱顶和洞身段时,围岩超前应力释放率约为35%,上台阶开挖支护结构力学性能迅速恶化,软塑黄土层分布于隧底段时,下台阶开挖软塑黄土层对支护结构将产生显著影响;针对上述3类工况,提出的强支护、控侧压和防突沉的防控理念及超前帷幕注浆、大锁脚和基底袖阀管注浆等施工控制措施可有效避免施工灾害的发生。     

基于时间序列与神经网络的软岩隧道变形预测模型及其应用

针对软岩隧道具有变形量大、变形分析困难和稳定性差等特点以及传统的变形分析方法过于单一和精度低等问题,分别运用时序分析和神经网络方法对软岩隧道变形进行了预测,以单个方法的预测结果为基础,结合IOWHA算子,根据各方法的预测精度计算出它们在组合模型中的权重,建立了组合预测模型．通过工程监测获取原始数据,运用组合预测方法得到相应的预测结果,并将其与单个方法的预测结果进行了对比分析．研究结果表明：新的组合预测方法能够综合时序分析和神经网络方法的优势,预测结果精度明显提高,该方法的应用对具体软岩隧道的稳定性评价及隧道工程的施工与维护具有一定的指导意义．     

西部红层软岩地质特性及其对路基结构稳定性的影响

红层软岩对于高等级公路建设影响较大.本文阐述了我国西部红层软岩的分布及其地质特性,描述了红层软岩的岩体结构特征和工程特性,包括变形特征、抗剪强度特征、水理性质和软岩夹层问题,在此基础上,进一步分析了红层软岩对公路路基结构形式和稳定性的影响,并提出了相关的处治措施.