等效數(shù)值法的地下工程圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

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(duì)地下廠房洞室群分層開挖進(jìn)行模擬計(jì)算。為同類工程及相關(guān)研究提供參考。

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(xué)性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力、地下水、工程因素。圍巖的支護(hù)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(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定性，對(duì)隧道施工合理性和運(yùn)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(chǎng)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(gòu)面特征等方面對(duì)圍巖開挖穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

等效摩爾-庫侖屈服準(zhǔn)則在聯(lián)拱隧道圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用——基于等效摩爾一庫侖屈服準(zhǔn)則原理，通過巖體材料參數(shù)的人工換算，實(shí)現(xiàn)其在有限元軟件an—sys5．7中的應(yīng)用，驗(yàn)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...

圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)是確保工程安全的一個(gè)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(jī)性,而且具有模糊性的特點(diǎn)。以工程模糊集理論為基礎(chǔ),建立以相對(duì)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(biāo)權(quán)向量的可變性,對(duì)圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),以體現(xiàn)該方法的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn),增加評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性。通過實(shí)例,詳細(xì)列出該方法的計(jì)算步驟,并將結(jié)果與其他方法進(jìn)行比較,驗(yàn)證該方法的合理性與優(yōu)越性。

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(jì)算了地下廠房邊墻楔體的穩(wěn)定值與圍巖定性評(píng)價(jià)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(cè)和導(dǎo)流洞施工過程中揭露的實(shí)際地質(zhì)情況，簡(jiǎn)述了在復(fù)雜地質(zhì)條件下圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法在施工建設(shè)中的應(yīng)用。

在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合模糊理論,提出了圍巖穩(wěn)定性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分級(jí)方法。在評(píng)價(jià)時(shí),根據(jù)巖體力學(xué)現(xiàn)有的研究資料,選取六個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)通過對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算并結(jié)合安全檢查表法,計(jì)算出圍巖穩(wěn)定性的值,以此值將圍巖分為ⅰ~ⅴ個(gè)等級(jí),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)圍巖的綜合評(píng)價(jià)。該評(píng)價(jià)方法被應(yīng)用到黃河大柳樹水電站導(dǎo)流洞圍巖穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)中,其結(jié)果得到了實(shí)際工程的檢驗(yàn),說明該方法有一定的適用價(jià)值。

應(yīng)用關(guān)鍵塊體法對(duì)山西某隧道圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)及超前預(yù)測(cè),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(xì)闡述了關(guān)鍵塊體法在應(yīng)用實(shí)踐中存在的優(yōu)缺點(diǎn),并提出了合理的建議,為以后類似的工程提供借鑒。

首先提出對(duì)于軟巖(土質(zhì))隧洞及時(shí)支護(hù)下的圍巖變形穩(wěn)定性可轉(zhuǎn)化為支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性這一評(píng)判理念,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步將初期支護(hù)(噴層)不出現(xiàn)拉壓破壞時(shí)圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)變形作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),提出軟質(zhì)隧洞圍巖穩(wěn)定性評(píng)判新思路;考慮到支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的監(jiān)測(cè)不便、不準(zhǔn),而支護(hù)結(jié)構(gòu)的收斂變形監(jiān)測(cè)較為方便與可靠這一工程現(xiàn)實(shí),再次通過數(shù)值試驗(yàn)的方法,將支護(hù)結(jié)構(gòu)的極限應(yīng)力科學(xué)地轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)的允許變形,進(jìn)而建立能夠考慮初期支護(hù)安全性的圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)新方法。該評(píng)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。

針對(duì)同煤集團(tuán)白洞煤業(yè)公司石炭紀(jì)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(cè)試標(biāo)準(zhǔn),加工標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行測(cè)試,得到了煤層頂?shù)装鍘r石的物理力學(xué)參數(shù),并對(duì)圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

本文采用二級(jí)模糊綜合評(píng)判方法對(duì)地下工程圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)判,并論述了其優(yōu)越性。

公路隧道局部塌方洞段的圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)——結(jié)合某公路隧道工程，以現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查和監(jiān)測(cè)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(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)的優(yōu)勢(shì)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...

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(gè)主要影響因素作為評(píng)價(jià)指標(biāo),將巖體質(zhì)量等級(jí)分為5級(jí),采用z-scores標(biāo)準(zhǔn)對(duì)傳統(tǒng)熵權(quán)加以修正并應(yīng)用到模型中,保證了評(píng)價(jià)的客觀性和準(zhǔn)確性。通過構(gòu)建隧道巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)屬性決策矩陣,再由級(jí)別特征值來確定所屬級(jí)別,進(jìn)而對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)。該模型不僅能預(yù)測(cè)圍巖等級(jí),還能對(duì)同等級(jí)圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行排序,通過與可拓法評(píng)價(jià)結(jié)果的比較分析,驗(yàn)證了該方法的合理性與優(yōu)越性,為隧道圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供了新的思路。

基于錨桿支護(hù)作用原理和錨桿工作載荷的動(dòng)態(tài)無損測(cè)試技術(shù),通過大型相似模擬實(shí)驗(yàn),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(gè)階段和錨桿工作載荷變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系,從而達(dá)到通過錨桿工作載荷的無損檢測(cè)來實(shí)時(shí)評(píng)估巷道的穩(wěn)定性。

結(jié)合某公路隧道工程,以現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查和監(jiān)測(cè)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(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)的優(yōu)勢(shì)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(yùn)用連續(xù)介質(zhì)分析程序flac,在dda方法確定的圍巖實(shí)際變形破壞塌方形態(tài)的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算分析,評(píng)價(jià)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(huì)發(fā)生大變形,這與實(shí)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(jì)算相結(jié)合的分析方法對(duì)隧道工程塌方穩(wěn)定性進(jìn)行研究,取得了較好的效果,研究方法和經(jīng)驗(yàn)可為類似工程參考并借鑒。

在地下工程施工中,根據(jù)圍巖穩(wěn)定性分類確定圍巖開挖和支護(hù)施工措施及參數(shù)是行之有效的手段,在水電工程領(lǐng)域,取得了根據(jù)工程地質(zhì)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行圍巖分類的成果,但在應(yīng)用中存在不足.經(jīng)研究并結(jié)合原有成果,建立圍巖穩(wěn)定性模糊綜合評(píng)價(jià)模型可彌補(bǔ)其不足,使原有成果的運(yùn)用更方便可靠。實(shí)踐證明,該模型是合理可行的。

本文將待評(píng)價(jià)的地下工程圍巖評(píng)價(jià)指標(biāo)組成參考數(shù)列,地下工程圍巖穩(wěn)定性分類標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)組成被比較數(shù)列,根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度定義,運(yùn)用擴(kuò)展的最小二乘方準(zhǔn)則構(gòu)造目標(biāo)函數(shù),建立了地下工程圍巖穩(wěn)定性灰色評(píng)價(jià)模型.結(jié)合實(shí)例說明了該模型的應(yīng)用,并與用模糊數(shù)學(xué)方法評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比.

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(píng)價(jià)和分類進(jìn)行嘗試和探討,提出思路、設(shè)想和框架。

簡(jiǎn)要介紹了多種地下工程圍巖穩(wěn)定性的分析方法,分析了各種方法的優(yōu)劣,并對(duì)這一研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)作了評(píng)述。

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

某水電站布置有大型的地下洞室群,其規(guī)模在國內(nèi)外已建和擬建的工程中都是十分罕見的?？傮w上說,地下廠房區(qū)巖體質(zhì)量較好,但由于多期的構(gòu)造作用,在廠房區(qū)巖層中發(fā)育有不同級(jí)別的結(jié)構(gòu)面,對(duì)圍巖的穩(wěn)定性有一定影響。對(duì)此,本文運(yùn)用圍巖分類法和數(shù)值模擬法分析了廠房開挖后圍巖的整體穩(wěn)定性,然后運(yùn)用unwedge軟件對(duì)主廠房頂拱部位的不穩(wěn)定塊體進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)。

結(jié)合唐山鐵礦的施工過程,利用ansys有限元分析軟件及有限差分軟件flac3d對(duì)鐵礦圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行數(shù)值模擬研究,分析了鐵礦圍巖的應(yīng)力、沉降及塑性區(qū)狀況,評(píng)價(jià)了圍巖破壞機(jī)理及穩(wěn)定性。結(jié)果表明:隧道開挖后圍巖產(chǎn)生了一定的塑性區(qū)破壞,且地表產(chǎn)生了一定的沉降。由于對(duì)該礦山進(jìn)行了流固耦合數(shù)值模擬研究,從研究成果看隔水層有效的阻止了滲流,但開挖擾動(dòng)引起的裂隙使部分孔隙水從頂板中滲流到采場(chǎng)中,容易導(dǎo)致涌水事故。