一种基于旁压试验进行疏浚软岩岩体分级的方法

现有规范划分疏浚工程岩体时没有考虑岩体完整性的问题,针对这一问题,须寻找适合疏浚岩体分级的方法。阐述旁压试验的机理、方法及海洋勘察的适用性,分析旁压试验压力与岩体强度和完整性的关系,得出旁压试验能综合反映疏浚软岩岩体特性的结论。结合岩石基本分级,构建适合疏浚工程软岩岩体的分级体系。将此体系应用到摩洛哥萨菲新港软岩勘察中,为船舶选型和预估生产率等提供数据支撑。     

护拱回填暗挖法隧道支护结构安全性评价

文章依托九景衢铁路荆生坞隧道工程,介绍了护拱回填暗挖法的施工步序,利用弹性理论推导了护拱与初期支护拱部的围岩荷载分担比例计算公式,采用极限平衡理论建立了边墙处围岩受力模型,推导了初期支护边墙附加围岩压力计算公式,最后通过建立荷载-结构模型,计算了护拱和初期支护的内力、安全系数,评价了护拱和初期支护安全性。结果表明:初期支护围岩荷载分担比例与护拱和初期支护的弹性模量、厚度有关,荆生坞隧道初期支护围岩荷载分担系数约为30%;护拱拱脚竖向压力导致边墙上部围岩沿破裂面滑动,对初期支护边墙上部产生一个水平向的附加围岩压力;九景衢铁路荆生坞隧道护拱回填暗挖段护拱和初期支护均处于安全状态,初期支护安全性随围岩荷载分担系数的增大而略有降低。     

我国几类特殊地质条件铁路隧道修建问题与对策概述

特殊地质条件隧道处治是隧道修建的主要难题,为总结经验供类似工程借鉴,本文针对几类典型铁路隧道特殊地质条件隧道修建问题与对策进行研究。1）岩溶主要问题为岩溶发育无规律、易产生突水突泥,主要对策为高位选线、畅排、泄压、水文评价与动态设计等; 2）富水破碎带主要问题为围岩稳定性差、易产生突水突泥,主要对策为超前排水泄压、超前支护与加固地层; 3）高地应力软岩主要问题为易产生大变形,主要对策为主动控制围岩变形、支护宁补勿拆、快挖、快支、快封闭等; 4）岩爆主要问题为无规律性和随机性,主要对策为改善围岩物理力学性能、围岩应力条件、加固围岩; 5）第三系含水砂层主要问题为水稳性差、降水和注浆困难,主要对策为地表和洞内联合降水、扰动置换压密型注浆加固、超前支护等; 6）高地温主要问题为恶化作业环境、降低生产率,主要对策为洒水、通风、放置冰块、机械制冷和劳动保护等; 7）瓦斯等有害气体主要问题为存在气体燃烧、爆突、爆炸风险,主要对策为通风、监测与检测、防爆设备配备、安全生产管理等。     

基于围岩力学参数的TBM净掘进速率多元回归预测模型

TBM净掘进速率与围岩地质条件密切相关,特别是岩体力学参数。为研究TBM净掘进速率与围岩力学参数之间的内在联系,以兰州水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工为背景,选取岩石单轴抗压强度、单轴抗拉强度、泊松比、变形模量等围岩力学参数,进行TBM净掘进速率与围岩力学参数相关性分析,得到相应的拟合关系式。在单因素分析的基础上,经过线性处理,建立TBM净掘进速率的多元线性回归预测模型。研究结果表明： TBM净掘进速率与围岩力学参数之间具有明显的线性相关性,TBM净掘进速率随单轴抗压强度、单轴抗拉强度和变形模量的增大而减小,随泊松比的增大而增大; TBM净掘进速率多元线性回归预测模型总体上精度较高,其预测误差在15%以内,且对不同围岩类型具有较强的适用性。研究成果能够为TBM施工性能评估提供新的参考。     

大断面公路隧道临近溶洞开挖稳定性模型试验研究

为探明三台阶开挖中半揭露溶洞对大断面公路隧道稳定性的影响,以李洞隧道为研究对象,通过模型试验和理论分析,研究不同位置、不同尺寸溶洞对隧道围岩变形及初期支护结构受力特征的影响。结果表明： 1）不同位置、不同尺寸溶洞存在下隧道拱顶沉降及周边收敛时程曲线均呈“S”形变化,大致分为初期缓慢增长-突变-增长减缓-稳定4个阶段。2）掌子面挤出随溶洞内压变化呈现“指数型”增长,具有明显的内压突变点,仰拱位置处溶洞突变内压最低、边墙位置处溶洞突变内压最高,直径越小的溶洞对应的突变内压越高。3）溶洞位置对近侧的支护结构影响较大,对于远侧的支护结构影响偏小。改变溶洞位置,隧道钢拱架左侧的轴力呈现一定的波动,而右侧的轴力趋于稳定。     

长距离掘进软弱围岩的TBM刀盘扩挖技术

为解决全断面岩石隧道掘进机（TBM）在软弱围岩地层的适应性问题,应对由于围岩收敛变形导致的卡机和支护被破坏的风险,基于高黎贡山隧道TBM施工项目,从TBM装备角度提出了针对性设计方案。通过对比现有的TBM刀盘扩挖技术,提出边缘滚刀外移和预留扩挖刀箱组合设计方案,并结合一套同步抬升油缸系统和中间导向柱实现了刀盘的抬升扩挖设计。通过上述研究,使刀盘半径方向扩挖量达到100 mm,避免由于隧道底部扩挖导致的主机“栽头”现象,实现TBM在软弱围岩地质条件的长距离扩挖掘进。     

隧道仰拱的施作时机与纵向效应的试验分析

本文介绍了国内首次把地面近景摄影测量的方法用于地下结构三维模型试验的一个 尝试,包括试验方法、试验结果和所得的初步结论.通过试验证明了此方法的可行性 及其优点,其结果可资有关方面参考。      

地应力场主应力方向变化时隧道锚杆支护的试验研究

本文通过模型试验,对均匀、连续的软弱围岩中开挖的深理隧道,在初 始主应力比一定(N二O,5),但方向(a)变化条件下洞室剪切破坏的形 态及其位置、锚杆布置及其受力与围岩变形的关系、猫杆的支护作用进 行了试验研完。对典型的主应力偏离条件下的随道,分别提出了一个较 为合理的锚杆支护形式,以供在预设计参考。      

地下水对铁路岩石边坡岩体质量及坡度设计的影响

本文分析了地下水时岩体质量的影响,提出了地下水时铁路岩石边坡坡 度设计的修正系数,并给出一个具体计算示例。      

基于Hoek-Brown准则的隧道围岩改进单元安全度分析

为了建立基于应变软化Hoek-Brown强度准则的围岩安全性评价方法,首先推导了Hoek-Brown准则与Mohr-Coulomb准则之间的关系,求得等效内摩擦角和黏聚力。其次将屈服接近度和破坏接近度进行变换统一到单元安全度量体系,进而总结了由Hoek-Brown应变软化参数表征的改进单元安全度（Zone Safety Index,ZSI）公式,实现了对单元的弹性、屈服和破坏状态的表达,并基于FLAC3D中FISH语言进行二次开发,编译了ZSI计算程序。随后,通过FLAC3D软件建立三维隧道模型,对该方法进行验证,并研究了Hoek-Brown准则参数对ZSI的影响规律。最后针对甄峰岭隧道大变形段的锚杆加固效果进行研究,利用ZSI法对大变形段不同长度锚杆加固方案进行安全稳定性对比分析,确定了较为合理的加固支护措施。研究结果表明：①ZSI小于1的区域与MIDAS的有效塑性应变区域基本一致,验证了ZSI程序的正确性,且ZSI可对岩体的弹性、屈服、破坏区域进行量化评价。②ZSI随地质强度指标GSI增加而增大,采用三次多项式进行拟合精度较高;随着单轴抗压强度σ_ci增大,ZSI呈指数方程增加,具有较高的相关性,扰动越大,单元安全度越小,表征围岩稳定性越差,ZSI随扰动因数D呈双曲线递减趋势变化;③ZSI法能够作为隧道初期支护方案优化和安全性评价的参考指标,对相关隧道的优化结果显示,3 m长注浆锚杆,同时加强其他支护结构能有效控制事故区的大变形,且安全性较好。