側(cè)壁垂直發(fā)育板狀溶洞隧道開挖圍巖穩(wěn)定性

在尚家灣隧道施工期間,曾預報并揭露大型溶洞,溶洞的存在給隧道施工帶來極大的安全隱患。以尚家灣隧道為背景,開展數(shù)值試驗。通過對比隧道前方有、無溶洞條件下開挖工況,從位移、應力、塑性區(qū)3個方面分析了隧道前方大型溶洞對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響。研究表明:對于本工程而言,溶洞對隧道底部和左側(cè)拱腰的影響要大于對隧道頂部及右側(cè)拱腰的影響;隧道前方存在大型溶洞條件下塑性區(qū)體積隨開挖位置呈指數(shù)增長。隧道前方無溶洞條件下,塑性區(qū)體積隨開挖位置呈線性增長,即溶洞的存在大大加速了隧道開挖塑性破壞區(qū)的增長。該研究對巖溶地區(qū)隧道安全施工具有一定的指導意義。

以納溪高速公路敘嶺關隧道為背景,以方形溶洞為例,運用三維有限元方法分析隧道側(cè)部溶洞對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明:隨著隧道的不斷推進,右拱腳附近豎向位移和最大主應力有較明顯的增加;拱頂、拱底圍巖變形有朝溶洞方向位移的趨勢;側(cè)部溶洞對圍巖的影響范圍大約是2倍隧道洞徑,對1倍隧道洞徑內(nèi)的圍巖及側(cè)部溶洞應及時處理。隧道圍巖位移、應力的變化規(guī)律可為巖溶處理、支護時機提供依據(jù)。

結(jié)合熊渡隧道的工程實踐,通過拱頂沉降、錨桿應力的現(xiàn)場監(jiān)控量測和數(shù)值計算工作,研究了復雜地質(zhì)條件下巖溶隧道全斷面爆破開挖時圍巖的穩(wěn)定性,研究結(jié)果表明,熊渡隧道ⅴ級圍巖段的破碎帶采用現(xiàn)有的施工工藝和支護參數(shù)是可行的,圍巖變形可控,支護結(jié)構的支護效果顯著,圍巖基本穩(wěn)定。

隨著科學技術的高速發(fā)展,人們對隧道圍巖穩(wěn)定性研究的方法呈現(xiàn)出各種各樣。文章通過資料的查閱,總結(jié)了隧道圍巖穩(wěn)定性研究的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀,在前人研究的基礎上分析了其以后的發(fā)展趨勢。

通過曼歇2號隧道中導洞開挖中的地質(zhì)素描和資料收集,依據(jù)掌子面和兩壁出露的地質(zhì)體的巖性、節(jié)理、巖體結(jié)構類型、地質(zhì)構造特征等綜合特征,沿其走向、傾向和傾角的延伸推斷工作面短距離前方的地質(zhì)情況,應用赤平投影分析法對正洞的圍巖穩(wěn)定性和邊坡的變形破壞做出定性和定量分析,從而預測兩側(cè)正洞的地質(zhì)情況,對連拱隧道上、下行線正洞的施工予以指導和控制,進而達到短期預報的目的。

隧道是修建在底層中的工程結(jié)構,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)構產(chǎn)生作用,本文在提出圍巖穩(wěn)定性基本判據(jù)的基礎上,著重對公路隧道圍巖穩(wěn)定性進行了分析。

通過建立有限元、離散元兩種數(shù)值力學模型,開展開挖跨度對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響規(guī)律研究。結(jié)果表明:在不考慮洞室形狀影響的前提下,當圍巖按連續(xù)介質(zhì)假設,且開挖后仍處于彈性應力狀態(tài)時,單純增加隧道開挖跨度對圍巖應力狀態(tài)影響不大;但若開挖后進入彈塑性應力狀態(tài),則單純加大開挖跨度會導致塑性區(qū)半徑大幅度增加,影響圍巖穩(wěn)定。當圍巖按非連續(xù)介質(zhì)假定時,巖體失穩(wěn)主要呈現(xiàn)節(jié)理面間剪切滑移。開挖跨度增大相當于隧道跨度與巖塊的相對尺度增大,隧道關鍵塊體失穩(wěn)概率加大,對于相同產(chǎn)狀節(jié)理巖體,關鍵塊體出現(xiàn)部位相同;另一方面,跨度增大引起在隧道開挖的應力擾動區(qū)內(nèi)遭遇節(jié)理的組數(shù)增加,組數(shù)越多,巖體越破碎,失穩(wěn)概率越大,且失穩(wěn)模式各有不同,增加了支護難度。

天然巖體在隧道開挖過程中會受到不同程度的擾動,在巖性較好的地層中,研究巖體在開挖過程中的圍巖穩(wěn)定性,對于隧道開挖有著重要的意義。本文以重慶至長沙公路水江至界石段南湖隧道工程為例,運用有限差分軟件flac3d建立三維數(shù)值模型。分析巖體在開挖過程中無支護條件下圍巖的自穩(wěn)能力,著重分析洞室周邊各關鍵點在開挖過程中的位移和應力的變化規(guī)律,為其他相類似的工程提供有益的理論依據(jù)。

大跨度小凈距隧道開挖對巖土體擾動較大,其開挖過程的穩(wěn)定性問題一直是人們關注的焦點之一.以大帽山隧道為研究對象,選擇v級圍巖采取crd法開挖為研究目標,運用flac軟件對隧道開挖全過程進行數(shù)值分析,結(jié)果表明新建隧道采取crd法開挖圍巖豎向應變大于水平方向,有利于減小圍巖擾動程度并充分發(fā)揮自身穩(wěn)定性,拱腰和拱底圍巖應力釋放較大,開挖過程中應加強支護剛度,研究成果可為施工過程中有效控制圍巖應力、應變提供借鑒.

公路隧道施工中控制隧道圍巖在開挖后的變形,避免發(fā)生過大變形與破壞,為隧道二次襯砌爭取時間是隧道施工中的關鍵問題。本文采用有限元數(shù)值模擬方法,模擬分析某一公路隧道的施工開挖過程,研究在不同的工況條件下,隧道圍巖的穩(wěn)定性,根據(jù)分析結(jié)果為隧道施工選擇了合理的開挖施工方法,隧道典型斷面的監(jiān)測結(jié)果表明采用的施工方法能夠滿足開挖施工的安全及進度要求。

利用數(shù)值分析方法及flac3d軟件對方斗山深埋隧道開挖進行數(shù)值模擬研究,分析了高地應力下隧道開挖圍巖位移變化規(guī)律,指出了高地應力條件下圍巖變化規(guī)律與常規(guī)條件下的不同,為指導施工提供了科學依據(jù)。

一、引言目前,“新奧法”(newaustriantunnellingmethod)隧道施工已廣泛用于鐵路、公路、礦山等施工部門,它不需傳統(tǒng)方法中邊開挖,邊支模,邊灌砼的繁瑣工序,而直接采用暴露開挖,然后視圍巖類別,采用不同的支護方法。其主要優(yōu)點是效率高、進度快、工程安全系數(shù)大,穩(wěn)定性好。它充分利用圍巖開挖后的自穩(wěn)調(diào)節(jié)能力,實施巖石由彈性變形至塑性變形的轉(zhuǎn)化,通過支護達到新的平衡。由此,圍巖類型的劃分是其工作前提,也是方法實施的關鍵工序之一。我們根據(jù)八達嶺-居庸關隧道圍巖的主要工程地質(zhì)條件結(jié)構特征、完整程度等因素,將該地區(qū)圍巖劃分為六類,滿足了工程規(guī)范要求,取得較好的結(jié)果。圍巖類型劃分的方法八達嶺-居庸關地區(qū)巖體開挖的掌子面一般呈半圓弧形,單向三車道高速公路頂弧開

結(jié)合工程實例,基于塊體的失穩(wěn)條件和層狀巖體的破壞條件,分析不同地質(zhì)構造形態(tài)巖層下,隧洞開挖過程中圍巖的穩(wěn)定性。并根據(jù)洞室圍巖產(chǎn)狀與開挖幾何邊界的關系,提出圍巖易破壞點的位置確定方法。最后,通過對工程實例中圍巖塌方的統(tǒng)計,分析塌方圍巖原因,進一步驗證層狀巖體中圍巖的穩(wěn)定性評價。

地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析——一、無壓洞室圍巖重分布應力計算　　如果洞室半徑相對洞長很小，按平面應變問題考慮，概化為受均布壓力的薄板中心小圓孔周邊應力分布…………　　2塑性圍巖重分布應力　　地下開挖后，洞壁的應力集中最大,當它超過圍巖屈服極限...

通過rfpa方法考慮巖石材料的細觀非均勻特性,對深埋硬巖隧洞全斷面一次開挖和分斷面多次開挖進行數(shù)值模擬分析,直觀呈現(xiàn)隧道圍巖破裂面位置與形態(tài)漸進破壞誘致失穩(wěn)的演化全過程,并與現(xiàn)場破壞情況對比研究,旨在揭示兩種不同施工過程中應力演化、位移擴展、能量釋放多個特征方面對圍巖穩(wěn)定性的影響及其破壞機制。數(shù)值模擬結(jié)果表明,隧洞圍巖穩(wěn)定性采用分斷面多次開挖優(yōu)于全斷面一次開挖方式,為應對1#引水隧洞tbm掘進到錦屏山核部強巖爆風險,排引2#橫通道往西洞段采用鉆爆法超前實施導洞方案為最佳。雖然分斷面開挖可以顯著地降低圍巖破壞風險,但不能徹底排除多次擴挖過程中圍巖大塌方的情況,則建議這些洞段直接鉆爆擴挖到位,讓tbm步進安全通過為宜。同時深埋硬巖\"城門型\"隧道的破壞機制是來自側(cè)壁破壞為主而拱形部位不存在壓力拱破壞,與淺埋隧道的破壞在拱頂?shù)钠茐臋C制有明顯區(qū)別,對認識隧道破壞機制有重要意義。

根據(jù)隧道的工程地質(zhì)條件,確定了圍巖穩(wěn)定性的影響因素,即巖體的基本物理、力學性質(zhì)、地下水以及節(jié)理發(fā)育條件等。在此基礎上,運用可拓學理論,選取了對隧道圍巖穩(wěn)定性有重要影響的參數(shù)指標,在此基礎上,建立隧道圍巖穩(wěn)定性定量評價模型,并通過可拓學計算程序,得出隧道圍巖穩(wěn)定性評價結(jié)果,將其與按相關規(guī)范計算的圍巖穩(wěn)定性評價結(jié)果相對比,結(jié)果基本吻合,因此,可以考慮將可拓學理論應用在隧道圍巖穩(wěn)定性評價的工作中。

隧道圍巖穩(wěn)定性的模糊評價研究——隧道工程是受各種復雜因素影響的地下結(jié)構工程，雖然通過監(jiān)測工作得到的隧道凈空位移變形可以一定意義上有效反映隧道是否穩(wěn)定，但是卻無法對隧道的整體穩(wěn)定性情況做出合理的判斷．為了更好地解決這一問題，利用模糊數(shù)學的原理對...

公路隧道圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀與展望

圍巖穩(wěn)定性受眾多的因素影響，主要影響圍巖穩(wěn)定性的因素有圍巖的巖性和力學性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構、地應力、地下水、工程因素。圍巖的支護方法和開挖的方式都是由圍巖的穩(wěn)定性決定的[1]，因此正確合理的評價圍巖穩(wěn)定性，對隧道施工合理性和運營安全性都起到了重要的作用。文章以何家莊隧道為例，通過勘察資料和現(xiàn)場施工開挖圍巖揭露，以工程地質(zhì)分析法從圍巖巖性、結(jié)構面特征等方面對圍巖開挖穩(wěn)定性進行了評價。

針對2種不同施工順序?qū)Φ叵露词覈鷰r穩(wěn)定性的影響,其一是先開挖地下隧道,后修建地面建筑,分析了隧道洞頂?shù)某两滴灰?、洞室圍巖的變形、塑性區(qū)、拉壓破壞區(qū)等;其二是先修建地面建筑地面建筑先完成,后開挖地下隧道,分析了地下隧道的受力、變形、破壞區(qū)以塑性區(qū)等。通過分析得出了前一種施工順序更為有利的結(jié)論。

對巖溶隧道圍巖穩(wěn)定性理論和分析方法的發(fā)展進行了梳理,并對當前該領域的研究現(xiàn)狀和在工程實踐中的應用進行了全面闡述,在此基礎上分析了巖溶隧道圍巖穩(wěn)定性研究的主要發(fā)展方向,并總結(jié)了當前該領域研究中存在的一些問題,為今后的研究提供參考。

從軟弱圍巖的地質(zhì)特征出發(fā),分析其工程特性和變形特征,就軟弱圍巖的監(jiān)測內(nèi)容及其對應的儀器、方法進行闡述。工程實例中通過周邊位移和拱頂下沉的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和分析,結(jié)果表明,周邊位移和拱頂下沉的收斂率都達到了94%以上,均可以進行二次襯砌。通過對軟弱圍巖的穩(wěn)定性進行分析,對后期隧道施工提供指導。