隧道围岩与衬砌结构变形规律数值模拟研究

针对隧道施工过程中的围岩稳定性问题,运用FLAC软件比较分析了未采用衬砌与采用衬砌加固两种工况下隧道围岩的应力分布与变形规律.数值计算中采用摩尔-库仑弹塑性模型,隧道衬砌与周边岩体之间的接触面采用接触单元.结果发现,未采用衬砌加固措施前,隧道周边岩体变形较大,隧道硐室出现大规模的垮塌现象;经过混凝土衬砌加固之后,岩体变形显著减小.此研究对隧道的开挖与衬砌结构的施工提供重要参考价值.     

基于正交设计的岩体力学参数灵敏性分析

针对岩土工程弹塑性位移反分析参数多、难度大的问题,就如何有效、合理地确定岩体的力学参数,进行工程设计和反演分析至关重要。灵敏系数在理论上虽然可用于判断位移对参数的灵敏性,但在实际工程中,结构状态函数很难用显式表示。故针对这一问题,结合地下洞室开挖的实际工况,采用FLAC”软件分析拱形洞室开挖过程中产生的拱顶竖向位移和拱角水平位移,应用正交表和方差分析的方法,分别进行模拟试验方案的确定和计算结果分析,实现位移对岩体力学参数灵敏性的分析研究,从而确定了关键反演参数。     

京承高速公路隧道支护结构动态稳定性研究

岩体不同于一般材料,作为一种地质结构体,其具有非均质、非连续、非线性以及复杂的加卸载条件和边界条件,使岩体力学问题通常无法用解析方法简单地求解。相比之下,数值模拟分析具有较广泛的适用性。它不仅能模拟岩体的复杂力学与结构特征,也可以很方便地分析各种边界问题和施工过程,并对工程进行预测和预报。因此,岩体力学数值分析方法是解决岩土工程问题的有效工具之一。     

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。     

水南公路挖方边坡的稳定性评价及其整治

水南公路挖方边坡的稳定条件极为复杂,整治工作不仅数量大．而且难度较大。采用系统工程地质学和岩体结构控制论的思想,根据挖方边坡的工程地质基础和实际施工情况．提出了适用于水南公路挖方边坡岩体的分类方法,总结了边坡稳定规律。不仅对一般挖方边坡的稳定性做了定性评价,还利用数字测绘技术和数值模拟技术对全线重点边坡进行了定量评价。最后对边坡整治工作提出了若干措施。     

关于质量目标和指标关系的探讨

质量管理体系要求企业最高管理者在相关的职能和层次上建立质量目标,其中包括满足产品要求所需的内容.为实现质量目标,要相应建立考核指标.现对公交企业质量目标和指标的关系进行探讨.     

层状软岩隧道围岩破坏的连续-离散耦合分析

为了研究层状岩体中隧道开挖后围岩的破坏机理,以汶马高速鹧鸪山隧道为例,基于离散元-有限差分耦合算法,建立了一种新的层状软岩隧道开挖模拟方法,采用该方法对不同地应力场、层理间距等因素影响下围岩的破坏模式进行了数值模拟. 研究结果表明:隧道开挖后,应力重分布导致强度较低的层理面首先发生滑移及张开破坏,岩体的滑移及张开使得应力场受到进一步扰动,导致层间岩体产生拉裂破坏;同种水平应力条件下,随着侧压力系数的减小,岩体产生的微裂纹不断增多. 当侧压力系数为1.00、0.80、0.67、0.57、0.50时,微裂纹总数分别为304、391、602、999、1 240;当层理间距为0.6 m时,层理对围岩破坏形态起控制作用;随着层理间距从0.6 m增加至1.2 m,层理对围岩破坏模式的控制作用减弱,围岩的破坏形态与均质围岩相似.      

碳纤维水泥基复合材料加固节理岩体试验（双语出版）

为了研究碳纤维水泥基复合材料对节理岩体的加固效果、加固机理及最优碳纤维掺量值,在超细水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰等修复材料中,考虑0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%这5种不同的碳纤维掺量,对加固前、后节理岩样分别进行了直剪试验。研究结果表明：加固前、后节理岩样的剪切力-剪切位移曲线变化特征明显,由无峰值强度曲线转变为有峰值强度曲线,并出现明显的应变软化阶段和残余强度阶段;碳纤维掺量（质量分数）从0增加到1.00%时,节理岩样的峰值抗剪强度、残余抗剪强度在5种法向应力下分别提高13.0%~54.1%和0.61%~44.7%,剪切刚度增大32.4%~216.8%,黏聚力和摩擦角分别增大127.3%~266.5%和4.3%~20.4%;当碳纤维掺量为0.75%左右时,节理岩样加固后抗剪性能的综合增强效果最为明显;结合节理面形貌特征和加固后剪切破坏面特征分析发现,水泥浆复合材料对节理面具有较好的充填作用和胶结作用;在水泥基材中掺入碳纤维时,一方面类似于“加筋”材料,可在纯水泥浆的基础上进一步提高浆体的强度和整体性,限制节理面剪切过程中微裂纹的开展,另一方面碳纤维对受剪浆体提供了较好的“锚固”作用,进一步增加浆体与节理面的粘结性能,使得浆体本身、浆体与节理面之间胶结面的抗剪性能明显增强,从而显著提升加固后节理岩体的综合抗剪性能。     

上软下硬岩体大断面隧道施工工法优化研究

大断面破碎围岩隧道的开挖,容易造成隧道掉块和坍塌,合理的施工工法能有效避免这些问题,并提高施工效率。依托海螺峪大断面破碎围岩隧道,针对岩体上软下硬的情况,开展隧道施工工法优化研究,并提出了一种新型的适应现场的HCD工法。采用三维有限元数值模拟软件MIDAS/GTS,分别对上下台阶法、CD工法和HCD工法进行数值模拟分析,从位移、塑性区、应力等方面进行对比分析,并结合现场监测数据,验证了HCD工法在该隧道施工过程中的合理性和安全性,研究成果可为相似上软下硬岩体大断面隧道的开挖提供一定的借鉴意义,具有理论和工程应用价值。     

层状岩体地下洞室施工阶段围岩精细化分级

围岩分级方法在实际应用中存在结果处理复杂、围岩分级量化数值范围交叉及围岩分级精度较低等问题，为了对层状岩体地下洞室施工阶段的围岩进行精细化分级，基于HC分类法，重点考虑层状岩体的层厚与产状对围岩稳定的影响，通过有限元软件Midas GTS对25种由正交试验方法得到的代表性工况进行了数值模拟，并将位移计算结果进行了极差分析。结果表明：层状岩体隧洞位移分布方向主要取决于结构面走向与洞轴线夹角α及结构面倾角β,而位移分布范围的大小主要取决于岩层厚度h;对层状岩体隧洞稳定性影响的大小排序为，饱和单轴抗压强度R_c>结构面走向与洞轴线夹角α>张开度W>层状岩体层厚h>结构面倾角β,因此，层状岩体隧洞围岩分级时，应充分考虑结构面产状的影响；饱和单轴抗压强度R_c、结构面走向与洞轴线夹角α均与层状岩体隧洞的稳定性近似呈正比，张开度W则与层状岩体隧洞的稳定性近似呈反比；层状岩体层厚h=0.6 m时，层状岩体隧洞稳定性最差，结构面倾角β=60°时，层状岩体隧洞稳定最差。基于HC分类法提出了基于隧道相对变形的修正分级区间，并分别采用了模糊物元...