渗流作用下海底隧道开挖面围岩稳定性分析

针对暗挖海底隧道开挖面围岩稳定性问题,总结极限分析上限法、楔形体模型、二维对数螺旋线模型以及条分法模型4种理论解析模型,并考虑了海底隧道开挖面滑移体上部地层压力等因素,对理论解析公式进行了修正;同时结合一工程实例,将数值模拟方法与解析模型进行了对比分析.结果表明:与数值模拟结果相比,4种理论解析模型在求解极限支护力时都偏于安全和保守,其中,极限分析上限法精确度最高,其次是楔形体模型,再次是二维对数螺旋线模型和条分法模型.     

软弱围岩大断面隧道相向施工围岩稳定性分析与掌子面加固研究

相向施工的软弱围岩隧道临近贯通时,两开挖面的扰动区将会叠加,围岩应力及变形异常复杂,存在掌子面大变形和失稳问题。结合狮子垄隧道,采用数值手段分别对单向、相向施工时的隧道围岩应力与位移场进行研究,分析临近贯通时围岩的稳定性。结果表明,相向施工时,随着掌子面前方土体长度的减小,围岩塑性区明显增大,变形加剧,拱效应逐渐减弱,稳定性大大降低;两开挖面间存在极限距离,当2个掌子面距离小于该值时,围岩大范围临近塑性破坏,必须采取有效应对措施,方可保证隧道施工安全。在对掌子面加固、提高初支强度等措施效果分析的基础上,采用竹锚管注浆对狮子垄隧道贯通段掌子面进行加固,并提高初支强度,保证了该软弱围岩大断面隧道顺利安全贯通。     

风化岩腔边坡的演化与应力场分析

近水平软硬互层边坡在我国西南有广泛分布,在差异风化作用下很容易形成大量岩腔,导致凸出的岩层形成危岩体并产生大量的拉裂型崩塌灾害.人工切坡从形成到因差异风化产生岩腔,从岩腔上悬臂危岩崩塌到边坡达到最终稳定状态,反映了边坡演化的典型过程.以万州地区人工高切坡为研究对象,在分析万州地质特点的基础上,阐述了软硬互层边坡差异风化岩腔的形成过程和的形成模式,分析了高切坡悬臂危岩崩塌失稳条件和崩塌规模控制性因素,推导了悬臂拉裂型崩塌灾害的岩体失稳判据,模拟分析了岩腔形成演化过程中的应力场分布及特征,为此类边坡的工程防护治理提供了科学依据.     

复杂节理岩体对榆佳高速公路某隧道的初喷支护作用机理研究

节理的产状和隧道轴线夹角的不同会极大地影响隧道的稳定性.以榆佳高速公路某隧道为研究对象,利用UDEC离散元软件,建立了0°、85°、120°和150°单层层状节理模型,以及由3组层状节理切割的复杂模型;设计了0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 MPa初喷混凝土接触面黏聚力计算工况,5、8、10cm初喷厚度计算工况.经计算,对比不同工况的塑性区、应力和监测点位移值,发现:单层节理条件下,节理倾角β对隧道稳定影响不大,0°时塑性区最大,最大位移5.6cm,围岩没有掉块,围岩自稳,无需支护;其余倾角隧道均能自稳,位移不大于1cm.黏聚力大于0.6MPa为临界值,大于其隧道围岩自稳,洞顶位移值小于1 cm,否则会出现掉块.初喷厚度8cm为临界值,大于其隧道围岩自稳,洞顶位移值小于1cm,否则会出现掉块.上述特征值均在单因素变化、其余参数参照基准值条件下获取,这些可以作为隧道设计的极限参考值.     

隧道洞口浅埋偏压段施工性态数值模拟分析

针对渝湘高速公路斑竹林隧道软弱围岩洞口浅埋偏压段施工难题,采用数值模拟手段对施工过程进行计算分析.分析计算结果,得出主要结论:水平方向的围岩变位相对比较大,可能大于隧道围岩竖向位移;右隧道(埋深大)围岩拱顶特征点处竖向位移大于左隧道,围岩位移值最大值达到22.63 mm,发生在开挖时左隧道右边墙处.结合现场监控量测成果分析,证实了数值分析的正确性.基本掌握了山岭隧道洞口浅埋偏压段围岩和衬砌的变形、应力变化特征,认为该类型隧道围岩变位是隧道施工过程中需要控制的关键性因素.     

软岩隧道不同开挖方法施工位移响应分析

以旦架哨三车道浅埋软岩隧道为例,采用有限元法对全断面法、台阶法和CD法开挖的施工过程进行了三维数值模拟,分析了地表、横断面和纵断面上的位移响应规律.研究表明:三种方法施工围岩位移的响应规律基本是类似的,CD法施工产生的位移值相对较小;隧道地表变形近似为槽形,且主要由邻近段开挖引起;竖向变形主要分布在拱顶附近,且主要由当前段开挖引起;掌子面空间效应的影响范围约2倍洞径,该范围外围岩沉降变形基本趋于稳定.     

灌全高速公路某边坡变形机制及治理对策研究

通过对灌全高速公路K25+650～+890段顺层岩质边坡现场工程地质条件的系统调查,研究了该边坡的岩体结构类型及其成因机制、边坡的破坏机制及各组结构面的组合特征;在此基础上,通过三维仿真软件FLAC3D进行数值模拟,结合实际工程地质条件分析,进一步对该边坡的变形机制及变形过程进行分析,并预测其破坏形式。对该边坡重新进行了防护变更设计,取得了良好的结果。供类似工程参考。     

某铁矿边坡岩体结构面三维网络模拟研究

采用ShapeMetriX 3D岩体几何参数三维不接触测量系统,对某铁矿各个水平高度的石质边坡的岩体结构面几何特征进行了测量;对结构面测量数据进行分组、分析,并对得到的结构面各种几何信息的数据进行数理统计计算,拟合出结构面各种几何信息的概率分布模型;应用Monte-Carlo 模拟原理,结合Auto LISP语言开发了使之能在AutoCAD 2007中直观显示出来的程序,得到能够反映接近真实岩体内部结构面三维分布情况的图形。     

山区高速公路高填方路基方案设计及填筑工艺研究

山区高填方路基应根据复杂多变的地形地貌及地质条件,形成针对性、综合性理念。通过广东省山区某在建高速公路,分析当前高填方路基主要填筑技术及工艺,提出综合利用填石路基、加筋土路基及高性能压路机补压等填筑方案和工艺,并进一步从稳定性及沉降方面研究对比各相关填筑方案。在四种方案中,“底部填石+中部加筋土路基+补强压实”方案,能满足山区高填方路基对稳定性和沉降量的要求。     

扬州至绩溪高速公路宁绩段紧邻既有铁路线高边坡路堑爆破施工及控制技术

上跨既有铁路线立交桥台后路基开挖设计深度达34.5 m,为降低边侧山体危石对既有运营铁路的安全风险及爆破施工对铁路挡墙稳定性的影响,路堑施工采取"先防后挖"的总体方案。其中,针对山体表层危石灾害,采用柔性主动防护、被动防护网与刚性挡渣墙构建立体式多层防护体系;对于路堑浅部不稳定山体,采用机械破碎锤和静态破碎方式开挖;对于路堑深部岩体,根据《爆破安全规程》关于爆破飞石落距的控制原则,将危石滚落冲击范围划分为0~30 m,30~50 m,大于50 m等不同影响段落,采用浅孔爆破及中孔台阶控制爆破相结合的分区、分层开挖方案,将铁路挡墙振动速度控制在1.5 cm/s内,施工效果表明,该措施有效地控制了施工中山体的位移,保障了铁路行车安全。