包西鐵路施工期隧道水平層狀圍巖穩(wěn)定性評價與支護

水電工程中的"深埋、大跨、高墻"型水工隧洞應(yīng)用越來越多,開挖過程中洞室的圍巖穩(wěn)定性問題顯得尤為突出。以西南某水電站為例,采用ansys軟件對地下廠房洞室群分層開挖進行模擬計算。為同類工程及相關(guān)研究提供參考。

以公路工程中的隧道為研究對象、指導(dǎo)工程安全施工與合理運營為目的,實現(xiàn)快速化、系統(tǒng)化、簡潔化和人性化的操作為設(shè)計思想,從隧道圍巖分級、圍巖應(yīng)力應(yīng)變計算、圍巖監(jiān)測3個結(jié)構(gòu)方面入手,利用visualbasic開發(fā)工具,結(jié)合office系列環(huán)境的\"宏\"命令,以access為數(shù)據(jù)庫平臺,以mschart控件和autocad接口控制圖形輸出,開發(fā)了公路隧道圍巖穩(wěn)定性評價軟件,實現(xiàn)了計算、監(jiān)測、編輯、有限元分析等多種功能。通過該軟件在于木匠溝雙連拱隧道工程中的應(yīng)用,給出了隧道右硐k46+014處圍巖的級別為iv級,潛在破壞區(qū)域位于硐頂及硐底,圍巖最終位移量為12.055mm,并得到收斂位移與速率隨時間變化的回歸曲線。

公路隧道局部塌方洞段的圍巖穩(wěn)定性評價——結(jié)合某公路隧道工程，以現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和監(jiān)測資料為基礎(chǔ)，在結(jié)構(gòu)面發(fā)育且可能發(fā)生大規(guī)模塌方的圍巖洞段，根據(jù)現(xiàn)場實際統(tǒng)計的優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀，采用關(guān)鍵塊體理論、非連續(xù)變形方法(dda)首先確定圍巖主要的失穩(wěn)破壞模式，然...

結(jié)合某公路隧道工程,以現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和監(jiān)測資料為基礎(chǔ),在結(jié)構(gòu)面發(fā)育且可能發(fā)生大規(guī)模塌方的圍巖洞段,根據(jù)現(xiàn)場實際統(tǒng)計的優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀,采用關(guān)鍵塊體理論、非連續(xù)變形方法(dda)首先確定圍巖主要的失穩(wěn)破壞模式,然后運用連續(xù)介質(zhì)分析程序flac,在dda方法確定的圍巖實際變形破壞塌方形態(tài)的基礎(chǔ)上進行計算分析,評價圍巖的整體穩(wěn)定性及加固措施的有效性。分析表明,圍巖破壞的主要模式為受結(jié)構(gòu)面控制的局部塊體的失穩(wěn),工程開挖后圍巖不會發(fā)生大變形,這與實際情況基本一致,為安全施工提供了保證。采用非連續(xù)變形方法和連續(xù)介質(zhì)計算相結(jié)合的分析方法對隧道工程塌方穩(wěn)定性進行研究,取得了較好的效果,研究方法和經(jīng)驗可為類似工程參考并借鑒。

針對隧道圍巖穩(wěn)定性評價的模糊性和主觀影響問題,建立基于博弈-可拓理論的隧道圍巖穩(wěn)定性評價模型。該模型采用巖石單軸抗壓強度、巖體質(zhì)量指標、完整性系數(shù)、體積節(jié)理數(shù)、聲波縱波波速值、地下水滲水量作為隧道圍巖穩(wěn)定性評價指標,運用關(guān)聯(lián)函數(shù)法、熵權(quán)法和改進層次分析法單獨計算各個指標的權(quán)系數(shù),利用博弈論組合賦權(quán)確定所得3個權(quán)系數(shù)的最優(yōu)組合權(quán)系數(shù),以此計算出待評隧道圍巖關(guān)于各穩(wěn)定性等級的加權(quán)關(guān)聯(lián)度,根據(jù)計算結(jié)果判定待評隧道圍巖穩(wěn)定性等級。實例計算表明:運用博弈-可拓理論評價隧道圍巖穩(wěn)定性等級,綜合了主客觀因素,使評價結(jié)果更為合理可靠,為隧道風險控制與安全管理提供了新的依據(jù)。

等效摩爾-庫侖屈服準則在聯(lián)拱隧道圍巖穩(wěn)定性評價中的應(yīng)用——基于等效摩爾一庫侖屈服準則原理，通過巖體材料參數(shù)的人工換算，實現(xiàn)其在有限元軟件an—sys5．7中的應(yīng)用，驗證轉(zhuǎn)化后的參數(shù)與原參數(shù)之間的大小關(guān)系，間接地為ansys5．7增添一巖體材料模型；并采用其...

以石牌嶺隧道圍巖工程為例,參照國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,選取6個主要影響因素作為評價指標,將巖體質(zhì)量等級分為5級,采用z-scores標準對傳統(tǒng)熵權(quán)加以修正并應(yīng)用到模型中,保證了評價的客觀性和準確性。通過構(gòu)建隧道巖體質(zhì)量評價屬性決策矩陣,再由級別特征值來確定所屬級別,進而對隧道圍巖穩(wěn)定性作出評價。該模型不僅能預(yù)測圍巖等級,還能對同等級圍巖的穩(wěn)定性進行排序,通過與可拓法評價結(jié)果的比較分析,驗證了該方法的合理性與優(yōu)越性,為隧道圍巖穩(wěn)定性評價提供了新的思路。

應(yīng)用關(guān)鍵塊體法對山西某隧道圍巖的穩(wěn)定性進行了評價及超前預(yù)測,并將其所得結(jié)果與掌子面編錄及野外踏勘結(jié)果相結(jié)合,得到了較滿意的分析結(jié)果,最后詳細闡述了關(guān)鍵塊體法在應(yīng)用實踐中存在的優(yōu)缺點,并提出了合理的建議,為以后類似的工程提供借鑒。

雅安至西昌高速公路大相嶺隧道為深埋特長隧道(長10km,埋深1680m)處于北東向龍門山構(gòu)造帶、北西向大相嶺構(gòu)造帶、南北向川滇構(gòu)造帶三大構(gòu)造體系復(fù)合部位,地質(zhì)構(gòu)造條件極為復(fù)雜。隧址區(qū)不同部位受不同構(gòu)造程度影響,其巖體地質(zhì)特征有較大的差異。為研究分析構(gòu)造損傷對巖體地質(zhì)特征的影響,把握不同段落隧道圍巖地質(zhì)特征,進行了隧址區(qū)構(gòu)造損傷研究。本文研究定義了復(fù)雜構(gòu)造區(qū)域巖體構(gòu)造損傷概念,提出了構(gòu)造損傷程度評判方法,并用以評判不同部位巖體完整性受構(gòu)造影響程度,并進行了構(gòu)造損傷分區(qū)。研究表明由于不同構(gòu)造體系的疊加改造,不同構(gòu)造損傷分區(qū)巖體在巖體完整性程度及巖體強度方面呈現(xiàn)出明顯的差異性,而這種構(gòu)造損傷產(chǎn)生的物理、力學(xué)性質(zhì)的差異性也通過巖石的微觀構(gòu)造得到了充分的證明。根據(jù)構(gòu)造損傷分區(qū)研究以及不同構(gòu)造損傷分區(qū)巖體完整性和力學(xué)性質(zhì),可評價各段隧道圍巖穩(wěn)定性。

針對同煤集團白洞煤業(yè)公司石炭紀煤層的賦存條件,在井下布置了合理的取芯鉆孔,依據(jù)國家煤巖物理力學(xué)參數(shù)的測試標準,加工標準試件進行測試,得到了煤層頂?shù)装鍘r石的物理力學(xué)參數(shù),并對圍巖的穩(wěn)定性進行了評價。

通過地下洞室圍巖質(zhì)量分區(qū)、洞室縱軸線與巖體結(jié)構(gòu)面、地應(yīng)力方位的論證,選擇了瀑布溝電站地下廠房的合理位置。根據(jù)邊坡穩(wěn)定原理,計算了地下廠房邊墻楔體的穩(wěn)定值與圍巖定性評價基本相同,楔體穩(wěn)定。

結(jié)合小灣水電站廠區(qū)地下洞室群的勘測和導(dǎo)流洞施工過程中揭露的實際地質(zhì)情況，簡述了在復(fù)雜地質(zhì)條件下圍巖穩(wěn)定性評價方法在施工建設(shè)中的應(yīng)用。

圍巖穩(wěn)定性評價是確保工程安全的一個關(guān)鍵性環(huán)節(jié),由于受到巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境等多種因素的綜合作用,圍巖穩(wěn)定性不僅具有隨機性,而且具有模糊性的特點。以工程模糊集理論為基礎(chǔ),建立以相對差異函數(shù)為基礎(chǔ)的模糊可變集合工程方法,并考慮模型參數(shù)指標權(quán)向量的可變性,對圍巖穩(wěn)定性進行評價,以體現(xiàn)該方法的特點與優(yōu)點,增加評價結(jié)果的可靠性。通過實例,詳細列出該方法的計算步驟,并將結(jié)果與其他方法進行比較,驗證該方法的合理性與優(yōu)越性。

官地電站廠房地處高山峽谷段、高地應(yīng)力區(qū)、高地震烈度區(qū)等,地質(zhì)條件復(fù)雜.在基本工程地質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上,確定洞室群開挖后可能出現(xiàn)的塊體并評價其穩(wěn)定性.高地應(yīng)力環(huán)境下的大跨度地下洞室群的穩(wěn)定性分析研究評價較為復(fù)雜,應(yīng)根據(jù)地應(yīng)力、地質(zhì)體等采取不同的分析評價方法.官地電站運用多種方法進行巖體質(zhì)量分析,運用地質(zhì)分析法和數(shù)值模擬法綜合確定研究區(qū)的地應(yīng)力場分布規(guī)律,運用有限元法研究地下洞室群的開挖效應(yīng)及群洞效應(yīng),最后進行大型地下洞室群圍巖穩(wěn)定性評價,做到即有宏觀指導(dǎo)又有具體穩(wěn)定性研究,確保了圍巖的穩(wěn)定.

基于等效數(shù)值法的地下工程圍巖穩(wěn)定性評價研究——基于等效數(shù)值原理并結(jié)合地下工程圍巖本身特性，對地下工程圍巖穩(wěn)定性進行了評價。選取5個影響圍巖穩(wěn)定性的指標進行評價，分別是圍巖質(zhì)量指標d值、單軸抗壓強度r巖體完整性指標k、地下水滲水量w和節(jié)理狀況，并把...

應(yīng)用可拓學(xué)的理論，建立了地下工程圍巖穩(wěn)定性評價的物元模型，通過計算物元關(guān)聯(lián)度給出定量的評價結(jié)果。結(jié)合一實例說明了該模型的應(yīng)用，得到了令人滿意的結(jié)果

隧道是修建在底層中的工程結(jié)構(gòu),在挖開地層并把隧道襯砌修建在地層內(nèi)的過程中和以后,地層始終對隧道襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用,本文在提出圍巖穩(wěn)定性基本判據(jù)的基礎(chǔ)上,著重對公路隧道圍巖穩(wěn)定性進行了分析。

在水利水電工程領(lǐng)域,隧洞的工程地質(zhì)條件千差萬別,就土質(zhì)圍巖隧洞、巖溶圍巖隧洞、巖爆圍巖隧洞等特殊地質(zhì)條件下隧洞圍巖穩(wěn)定性評價和分類進行嘗試和探討,提出思路、設(shè)想和框架。

首先提出對于軟巖(土質(zhì))隧洞及時支護下的圍巖變形穩(wěn)定性可轉(zhuǎn)化為支護結(jié)構(gòu)的安全性這一評判理念,在此基礎(chǔ)上進一步將初期支護(噴層)不出現(xiàn)拉壓破壞時圍巖與支護結(jié)構(gòu)的對應(yīng)變形作為評判標準,提出軟質(zhì)隧洞圍巖穩(wěn)定性評判新思路;考慮到支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力的監(jiān)測不便、不準,而支護結(jié)構(gòu)的收斂變形監(jiān)測較為方便與可靠這一工程現(xiàn)實,再次通過數(shù)值試驗的方法,將支護結(jié)構(gòu)的極限應(yīng)力科學(xué)地轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的支護結(jié)構(gòu)的允許變形,進而建立能夠考慮初期支護安全性的圍巖穩(wěn)定性評價新方法。該評判方法在新疆庫尉輸水隧洞工程的成功應(yīng)用表明其具有較好的可靠性和適用性。

基于錨桿支護作用原理和錨桿工作載荷的動態(tài)無損測試技術(shù),通過大型相似模擬實驗,論述了錨桿工作載荷和圍巖表面位移的相關(guān)關(guān)系,得出圍巖變形破壞的各個階段和錨桿工作載荷變化的對應(yīng)關(guān)系,從而達到通過錨桿工作載荷的無損檢測來實時評估巷道的穩(wěn)定性。

針對高速公路隧道工程施工的特點,基于動態(tài)化的圍巖分類,采用多種方法對隧道圍巖進行地質(zhì)跟蹤調(diào)查與預(yù)測.通過綜合分析和優(yōu)化處理上述信息,從而對公路隧道動態(tài)穩(wěn)定性進行評價,為高速路隧道工程穩(wěn)定狀況的評判提供了一種簡單易行的方法.

根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)特征,提出了對第四系土層與風化巖層、斷層破碎帶等較復(fù)雜地段隧道的圍巖評價及施工方法與工藝。