基于蒙特卡罗随机节理的岩体洞室初喷加固效果研究

岩体中的节理一般是满足一定统计规律的随机网络.利用UDEC实现了蒙特卡罗随机节理网络,在此基础上考虑了隧道的开挖和初喷加固.设计了未采取初喷加固方案,采取初喷加固时初喷混凝土黏聚力为0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 MPa计算方案和初喷混凝土厚度为10、15、20、25、30 cm计算方案,计算对比不同工况的塑性区、应力和监测点位移值,发现:不采取初期衬砌,隧道的破坏形式主要是洞顶掉块;初喷厚度一定时,初喷接触面材料黏聚力越低块体越易脱落,超过0.4 MPa时则围岩稳定;初喷接触面材料强度一定时,初喷厚度对围岩稳定性有影响,存在临界厚度,过大过小均不利于隧道围岩稳定.这些特征值可以作为同类围岩条件下隧道设计的极限值.     

肖家湾危岩体稳定性评价与防治对策

为促进危岩体的防治和汶川地震后的重建工作,从地质结构、地形地貌和变形特征分析了肖家湾危岩体的形成机制。在此基础上,采用赤平极射投影和极限平衡法对该区危岩的稳定状况进行了定性与定量分析评价。经分析判断危岩均处于不稳定状态,需进行治理。针对每个危岩体的具体特征,提出了人工清理+砂浆锚杆+砂浆填缝+凹腔支顶+拦石墙+SNS被动防护网等综合治理对策,取得了良好效果。     

破碎岩层位置对隧道稳定性的影响研究

为揭示破碎岩层位置对隧道稳定性的影响规律,文章以某节理裂隙岩体隧道为研究对象,根据破碎岩层位置的不同分别建立6个计算模型,采用离散元软件UDEC对各个模型进行仿真模拟,并对比分析破碎岩层不同位置下的隧道开挖后应力和位移响应云图。结果表明:当破碎岩层位移隧道中线以上时,对隧道稳定性影响最大;当破碎岩体层位于隧道中心以下,对隧道稳定性影响较小。     

刘家峡大桥桥台岸坡岩体特性及其稳定性研究

刘家峡大桥位于刘家峡水库右岸冲沟沟口,是临夏折桥至兰州市达川二级公路的控制性重点工程.该桥设计采用单跨悬索桥方案（跨径20 m＋536m＋20m）,建成后将成为甘肃省乃至北方地区最大跨度的桥梁.通过地质调绘、工程钻探、平硐勘探、岩体声波测试、大型原位岩体变形试验和室内力学试验多种方法,对桥台岸坡岩体特性进行了详细研究.基于变形理论,运用Geo-Studio和FLAC数值模拟软件对库水位升降、桥基开挖、桥塔荷载等因素影响下的桥台岸坡的稳定性进行了研究,最后并就桥台岸坡防治措施提出了建议.     

隧道掌子面岩体裂隙快速识别方法

隧道掌子面上含有许多地质信息,若能充分提取和分析,将有助于对隧道工程地质状态作出评价,用于指导隧道设计和施工. 以隧道掌子面数码图像为基础,对掌子面上岩体裂隙检测、提取、分组算法进行研究. 首先,基于数字图像处理技术对掌子面岩体裂隙目标分割算法进行分析,根据分割结果,通过图像细化和边界线拟和、分离、合并、过滤,连接不连续边界,过滤短边界,形成较完整的岩体边界线识别结果;然后,计算岩体边界线视倾角,将视倾角相近的边界线合并为一组,实现对裂隙边界线的自动分组;最后,将本方法应用于实际掌子面岩体图像测试其有效性. 测试结果表明:该方法基本实现了对掌子面上岩体裂隙的自动提取和分组;对具有明显裂隙的掌子面岩体,本算法能较完整的提取出岩体裂隙,错误提取率不超过10%,并实现了自动分组,自动分组错误率不超过5%,提高了掌子面岩体分析的自动化程度,可用于地质素描,并为掌子面围岩分级提供参考依据.      

节理倾角对软岩隧道掌子面变形及失稳模式的影响

依托玉磨铁路西双版纳隧道工程,运用有限元软件ABAQUS,研究不同节理倾角下掌子面变形和失稳模式。结果表明:掌子面最大挤出变形以90°为中心呈“M”型分布,倾角为60°或120°时掌子面挤出变形最大;最不利节理角度影响下,隧道开挖对掌子面前方岩体的最大影响范围约为1倍洞径;隧道穿越节理岩体且不加以控制或控制不当时,随节理倾角变化,掌子面失稳模式有圆弧型、三角型和倒三角型;随节理面倾角增大,掌子面变形从弹性变形向塑性变形发展,当倾角为30°时,掌子面岩体由弹性变形转变为塑性变形。     

岩溶隧道防突安全厚度研究综述及估算方法探讨

对岩溶隧道防突岩层安全厚度的发展现状作了全面综述,分析比较了定性分析法、半定量分析法和定量分析法3类研究方法的优劣及相互关系,结合有关研究成果,深入探讨了当前岩溶隧道防突岩层安全厚度的研究特点、不足之处及发展趋势。考虑到目前所用方法的复杂性与局限性,提出了裂隙密度影响指数概念,并给出其取值标准,在此基础上对防突安全岩层岩体的等效弹性模量和等效泊松比进行估算,得到可依据勘察数据资料进行适当估算的岩溶隧道防突岩层安全厚度估算公式,并结合实例进行具体计算分析,验证了估算公式的合理性、有效性和可行性。     

隧道穿越不良地质段施工技术

引言 随着隧道施工技术水准的提高,在大规模的建设过程中,快速施工将是我们21世纪隧道修建的主攻方向,也为国内隧道建设提出了更高的要求。然而隧道塌方、冒顶、涌水等地质灾害的频发,一直是制约隧道快速施工的一大难题。特别是隧道不良地质段具有的一些自身的特点,如：浅埋、偏压、地质条件复杂、岩土破碎、岩体力学参数难以确定、自承能力差等,增加了隧道在山区公路的建设难度和投资成本,从而大大增加了施工难度,提高了经济造价,同时对工人的生命安全和施工设备造成了危害。因此,研究隧道施工安全控制技术,从而为有效地指导隧道不良地质段的施工,提高隧道施工质量、加快施工进度,具有十分重要的意义。     

基于ANSYS和FLAC的复杂节理岩体性能分析

针对复杂节理岩体组构多样、大小不一、难以建模的问题进行研究。将ANSYS的前处理功能与FLAC3D的节理接触面生成功能相结合完成建模,并对不同节理岩体进行分析。结果表明:ANSYS划分单元后能根据节理的方位和走向赋予不同物理力学参数;FLAC3D能够拆分节点形成接触面;通过数值模拟与现场测试分析对比证明该模拟方法能够准确反应复杂节理对岩体力学特征和破坏形态的影响效果。     

考虑结构面特性的层状岩体各向异性模型

层状岩体中存在着定向结构面,导致其力学特性具有明显的各向异性.将层状岩体视为由基岩和定向结构面构成的一种宏观复合材料,以Drucker-Prager准则为基础,通过分别考虑结构面和基岩的力学性质,建立了层状岩体各向异性力学模型.该模型克服了常规层状岩体力学模型不能反映地层结构面特性及不能独立考虑基岩累进破坏特征的问题.在此基础上,提出了该模型的求解方法,基于ABAQUS二次开发,编制了计算程序,通过与经典理论进行对比,验证了该模型的有效性和实用性.将该模型应用于层状岩体地下工程的计算分析,所得结果可以较好反映层状岩体各向异性特性,且与工程实践基本相符.