公路隧道围岩稳定性研究现状与展望

随着国内外公路隧道建设规模和数量的日益增多,隧道围岩稳定性研究的方式与方法也变得多样化.笔者全面阐述了国内外公路隧道围岩稳定性理论与试验研究的现状,并分析了今后研究的主要发展趋势.     

近水平软硬互层围岩公路隧道初期支护内力分析

将近水平软硬互层围岩等效为横观各向同性岩层,推导其密度、弹性模量、泊松比等材料参数。以广南高速公路文家垭隧道为分析对象,根据横观各向同性围岩参数建立平面应变有限元模型,结合现场测试数据分析近水平软弱围岩台阶法施工过程中初期支护的受力状态。研究表明:上台阶开挖后初期支护受轴向压力,拱顶和拱墙腰向内弯,而拱腰向外弯;下台阶开挖后,初期支护继续受轴向压力,拱顶和仰拱向内弯,拱腰和拱墙腰向外弯。研究结论与拱顶沉降和拱底隆起现象相符合。     

构造节理偏压对隧道结构安全性影响研究

密集的构造节理,容易在施工中引起掉块、片帮、剥落、坍塌等工程灾害,且容易使隧道初期支护结构处于偏压状态,对支护结构安全性十分不利。从隧道力学的基本理论出发,依据实测围岩压力值,建立荷载一结构模型,对隧道初支内力进行分析,计算其安全系数,评价粉质黏土段施工采用的初支结构的安全性。计算结果表明：构造节理偏压对隧道支护结构受力较为不利,围岩压力呈不对称分布时,初期支护抗拉安全性较差,需根据实际偏压情况适当加强初期支护参数。     

G85麻柳湾至昭通段K3-K6岩堆体桥梁稳定性分析

岩堆由于其特殊的区域地质环境及形成条件,决定其物质结构成分、工程地质性质、稳定性等有较大的不均匀性及变异性,对岩堆稳定性评价目前仍为工程技术难题.本文对麻昭高速第一合同段岩堆路段综合勘察,首先进行分类定性评价,进一步定量分析研究,并以K3-K6段岩堆为例分析岩堆上桥梁建设稳定性问题,具有较大的工程现实意义和借鉴意义.     

Equivalent continuum model of rock mass with arbitrary fractures

The constitutive model and equivalent deformation modulus of an arbitrary column in representative elementary volume (REV) of fractured rock mass are derived. The deformation of fractured rock mass is composed of the rock part and the fracture part. The elasto-visco-plastic property is considered in this model. For the convenience in engineering practice, the complex elasto-visco-plastic model and its equivalent modulus are degraded, and the rock is taken as an elastic body. By statistical analysis of the geometric positions of the column and the fracture, the equivalent modulus of rock mass with arbitrary fractures is obtained.     

水平泥砂互层隧道围岩稳定性研究

以大梁峁特长公路隧道为依托,针对水平层状岩体隧道,采用ANSYS数值分析软件将水平泥岩砂岩互层岩体等效为正交各向异性的方式,对隧道开挖过程中围岩稳定性进行了数值试验分析,通过分析围岩塑性区、围岩应力、隧道变形、锚杆轴力、初支及二衬内力,得出施工采用支护参数的合理性和水平泥岩砂岩互层隧道围岩变形和初支、二衬应力的分布特征.     

山区公路隧道建设灾害预防与控制技术

以典型山区公路隧道为工程背景,对山区公路隧道在开挖施工、建设过程中所遇到的工程灾害问题进行了系统研究,并对此进行了概述.主要包括4个方面:①建立了公路隧道围岩分级的距离判别分析模型;②研制了能模拟深埋隧道围岩受力情况的组合加载装置,并利用突变理论对洞室屈曲岩爆的发生机理进行了研究;③利用有限差分软件FLAC3D,对富水地段公路隧道进行三维流固耦合分析,在此基础上提出了包括粘贴式集排水系统在内的一系列针对性很强的渗漏水控制技术,并成功地在常吉高速公路相关隧道顺利实施;④提出了推断岩土力学参数概率密度函数的新方法,并对隧道衬砌可靠度进行了相关分析.这些研究内容各自独立又紧密联系,能够在一定程度上对隧道的安全施工和长效运营提供系统的技术保障.     

三车道隧道V级围岩浅埋段开挖施工与控制

山西忻阜高速公路长城岭隧道为三车道长隧道,所处地质多为软弱片麻岩,洞口为浅埋段,且存在局部偏压,开挖断面超过160m^2。根据工况选择三台阶预留核心土施工工法,施工中坚持“明地质、管起前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、速反馈”原则,降低了成本,加快了进度,且各项指标控制到位,没有发生安全、质量事故,对同类工程有借鉴意义。     

多车辆载荷作用下岩盐公路振动分析

岩盐公路破坏主要是由车辆载荷的振动引起的,公路运营期间所受到的荷载,不只是单一车辆荷载,常常是一列车队荷载,因此仅仅分析单一车辆对公路的作用显然不够全面．这里依据路面实际高程建立路基三维实体模型,基于Ansys程序的二次开发功能,对多车辆载荷作用下的岩盐公路的振动问题进行了分析．结果表明,振动加速度方面受车辆数目的影响较小,基本可以用单车辆的分析近似研究;应力方面,采用3车辆的分析基本可以近似研究多车辆对岩盐公路的作用．     

公路采空区碎裂岩体注浆试验研究

采用砂卵石模拟采空区碎裂岩层,通过改变采空区碎裂岩体的性质、注浆压力、浆液浓度等,研究水泥浆液在采空区碎裂岩体中的扩散规律,获取特定压力、浓度条件下浆液通过不同碎裂岩体的扩散效果,为确定扩散距离、注浆材料的配比和浓度、注浆控制压力、注浆填充率及结石体强度提供依据,以期为生产实践提供指导和帮助。