基于Hoek-Brown模型鐵路隧道圍巖分級

呂梁山西麓地區(qū)三趾馬紅土地層沉積厚度大、連續(xù)性好、典型剖面多,歷來為三趾馬紅土研究的熱點地區(qū),但有關其工程地質特征及巖土力學性質方面的研究非常薄弱。三趾馬紅土圍巖分級是山西中南部鐵路通道工程呂梁段隧道建設面臨的一項工程地質新問題。通過現(xiàn)場監(jiān)測、室內試驗研究及工程實踐經驗,研究三趾馬紅土的物理力學指標及強度特性,對影響三趾馬紅土圍巖穩(wěn)定性的地下水作用、裂隙作用、砂土夾層作用及各因素耦合作用進行分析,最后對三趾馬紅土在均質和多因素條件下圍巖分級進行定量化探討。

通過太中銀鐵路的工程實踐,結合現(xiàn)有鐵路隧道確定圍巖分級的方法,提出了在西北黃土地區(qū)鐵路隧道勘察中應特別注意的幾個問題,以確保圍巖分級合理,工程保質保量按期完成。

鐵路隧道圍巖量測方法——為了準確了解隧道開挖后圍巖變化情況，防止隧道塌方，為施工安全做出預警，圍巖量測是隧道施工工序中一項必不可少的環(huán)節(jié)，是隧道安全貫通的重要保障本文對襄渝線煙蹬坡隧道圍巖量測的使用方法進行了分析。

將圍巖巖體分級系統(tǒng)(q系統(tǒng))引入到hoek-brown強度準則中,引入節(jié)理粗糙度、節(jié)理充填物的抗剪強度及巖石所受應力3個指標,對地質強度指標(gsi)進行定量化修正,并基于圍巖基本質量指標bq、裂隙組數、圍巖節(jié)理條件以及q系統(tǒng)評分值,重新構建一種gsi的定量化分析方法,通過測量擾動前后圍巖的縱波波速優(yōu)化巖體的擾動參數d.基于修正后的hoek-brown強度準則與mohr-coulomb強度準則進行等效轉化,估算巖體的力學參數,通過與實例工程中試驗結果進行對比,得知此方法是合理、可行的.

針對隧道圍巖分級中的模糊性和隨機性,文章將隧道圍巖分級體系作為一個模糊系統(tǒng),選取6個參數作為評價指標,基于熵權法和云模型提出了隧道圍巖分級方法.利用正態(tài)正向云發(fā)生器生成了各評價指標隸屬各圍巖等級的云模型,并結合熵權法計算出客觀權重值,得到了待評樣本的綜合確定度,從而確定隧道圍巖等級.熵權-云模型將評價指標與圍巖等級間的模糊性和隨機性有機結合,實現(xiàn)了評價指標由定性描述到定量數值的轉化,克服了傳統(tǒng)隧道圍巖分級方法固定評價模式的缺陷.最后,利用熵權-云模型對祥和隧道的5個洞段進行了圍巖分級,分級結果與模糊層次分析等方法的結果相符,表明了該方法在隧道圍巖分級中的可行性和可靠性,為隧道圍巖分級提供了新思路.

針對隧道圍巖分級中的模糊性和隨機性,文章將隧道圍巖分級體系作為一個模糊系統(tǒng),選取6個參數作為評價指標,基于熵權法和云模型提出了隧道圍巖分級方法。利用正態(tài)正向云發(fā)生器生成了各評價指標隸屬各圍巖等級的云模型,并結合熵權法計算出客觀權重值,得到了待評樣本的綜合確定度,從而確定隧道圍巖等級。熵權-云模型將評價指標與圍巖等級間的模糊性和隨機性有機結合,實現(xiàn)了評價指標由定性描述到定量數值的轉化,克服了傳統(tǒng)隧道圍巖分級方法固定評價模式的缺陷。最后,利用熵權-云模型對祥和隧道的5個洞段進行了圍巖分級,分級結果與模糊層次分析等方法的結果相符,表明了該方法在隧道圍巖分級中的可行性和可靠性,為隧道圍巖分級提供了新思路。

針對隧道圍巖分級問題的復雜性,基于集對分析理論,選取巖石單軸抗壓強度rc、巖體完整性指數kv、洞軸線與主要結構面的夾角θ、結構面狀況ss和地下水流量w5個因子建立隧道圍巖分級的評價指標體系,將圍巖分級的各個評價指標與評價標準構筑成一個集對,建立隧道圍巖分級的集對分析模型,并引用圍巖實測樣本數據進行模型檢驗,運用集對分析法以實際的圍巖為例進行級別判別.研究表明:集對分析法判斷結果與實際圍巖級別相符,由此證明該方法用于隧道圍巖判別是可行的,具有較高的準確度.集對分析法原理簡單、算法簡捷、可操作性強,可作為一種有效的圍巖分級方法.

隧道圍巖分級的距離判別分析模型及應用——隧道圍巖的分級是隧道工程中的一項重要研究工作。將距離判別分析方法應用于隧道圍巖分級問題中，建立隧道圍巖分級的距離判別分析模型，選用巖石等級、風化程度、巖體彈性縱波波速、巖體結構、地質構造影響程度、節(jié)理裂...

隧道圍巖分級是選擇支護形式和施工方法的重要依據,科學、準確的圍巖分級是控制變形、節(jié)約成本、指導施工的重要基礎。由于黃土的特殊性,黃土隧道與一般巖體的隧道不同,因此用于圍巖分級的指標也大不相同。本文選取含水率、黏聚力、內摩擦角、彈性模量和泊松比5個分類指標,對現(xiàn)場測量的數據進行整理簡化,得出ⅳ_a、ⅳ_b、ⅴ_a、ⅴ_b、ⅵ五個分類等級對蒙華鐵路蒙陜段黃土隧道的各測設段進行圍巖穩(wěn)定性劃分,結果顯示,五個圍巖劃分等級與實際設計圍巖等級基本一致,可以用于黃土隧道圍巖分級。

寒區(qū)鐵路隧道凍害影響到結構穩(wěn)定和運營安全,而且減少了隧道的使用壽命,也增加了養(yǎng)護維修工作量,造成不良的社會影響。準池鐵路共有隧道24座,位于華北北部地區(qū),最冷月平均氣溫-12.8℃,極端最低氣溫-27.9℃,工程凍害現(xiàn)象顯著。為此開展科研攻關,研究了寒區(qū)鐵路隧道凍害形成機理、凍害防治技術,形成了寒冷地區(qū)鐵路隧道圍巖注漿堵水施工工法。該工法設備簡單、施工效率高,給類似工程施工提供參考。

寒區(qū)鐵路隧道凍害影響到結構穩(wěn)定和運營安全,而且減少了隧道的使用壽命,也增加了養(yǎng)護維修工作量,造成不良的社會影響.準池鐵路共有隧道24座,位于華北北部地區(qū),最冷月平均氣溫-12.8℃,極端最低氣溫-27.9℃,工程凍害現(xiàn)象顯著.為此開展科研攻關,研究了寒區(qū)鐵路隧道凍害形成機理、凍害防治技術,形成了寒冷地區(qū)鐵路隧道圍巖注漿堵水施工工法.該工法設備簡單、施工效率高,給類似工程施工提供參考.

巖體質量q系統(tǒng)未考慮隧道上覆不同地質條件巖土體位置關系的相互影響。闡述了巖體質量q系統(tǒng)在進行圍巖分級時存在的問題,基于摩爾-庫倫強度準則,提出了計算隧道圍巖松動區(qū)和承載區(qū)的公式,得出當隧道圍巖等級越高,即圍巖穩(wěn)定性越差時,松動區(qū)外半徑、承載區(qū)外半徑以及塑性區(qū)外半徑越大；通過將理論分析方法與數值模擬方法相結合,求出了隧道圍巖重要性系數,提出了一種隧道圍巖分級新計算公式。

公路隧道圍巖分級 工程2010-03-0515:24:46閱讀630評論0字號：大中小 公路隧道圍巖分級將圍巖分為六級，給出了各級圍巖的主要工程地質特 征、結構特征和完整性等指標并預測了隧道開挖后，可能出現(xiàn)的坍方、滑動、膨 脹、擠出、巖爆、突然涌水及瓦斯突出等失穩(wěn)的部位和地段，給出了相應的工程 措施。見表 公路隧道圍巖分類 級 別 圍巖主要工程地質條件圍巖開挖 后的穩(wěn)定狀態(tài) 主要工程地質條件結構特征和完 整狀態(tài) v1 硬質巖石(飽和抗壓極限強 度rb＞60mpa)，受地質構造影響 輕微，節(jié)理不發(fā)育，無軟弱面(或 夾層)；層狀巖層為厚層，層間結 合良好呈巨塊狀整體 結構 圍巖穩(wěn) 定、無坍塌， 可能產少巖爆 v 硬質巖石(rb＞30mpa)，受地 質構造影響較重，節(jié)理較發(fā)育，有 少量軟弱面(或夾層)和貫通微張 節(jié)理，但其產狀及組合關系不致產 生滑動，

基于物元可拓基本理論,建立了公路隧道圍巖分級的物元可拓模型,分析了該模型用于公路隧道圍巖分級的可行性。利用建立的公路隧道圍巖分級的物元可拓模型,根據雞場坪公路隧道的工程實際,選取了影響該隧道圍巖穩(wěn)定性的4個主要因素,對該隧道具有代表性的4段圍巖進行了質量分級,得到的分級結果與實際情況相符,證明了物元可拓理論在公路隧道圍巖分級中應用的有效性。

該文借鑒fisher判別理論,建立公路隧道圍巖評價模型,以期取得較好的效果。該項研究借助fisher判別明顯的統(tǒng)計優(yōu)勢,綜合國內外大量巖體圍巖分級指標資料及工程實際,建立了公路隧道圍巖識別的fisher判別分析模型,選用隧道洞室圍巖巖石單軸飽和抗壓強度σc、節(jié)理平均間距d、巖石質量指標rqd、地下水情況w等方面的綜合指標作為圍巖類別判定的評價因子,以21組公路隧道圍巖實測樣本數據進行學習訓練和檢驗,并建立了相應的線性判別函數對13組待判隧道圍巖類別情況進行了預測,判別結果與實際一致。研究結果表明,fda模型回判估計誤判率為0,交叉確認估計誤判率為4.8%,判別性能穩(wěn)健可靠,對現(xiàn)有評價公路隧道圍巖分級方法進行了有效的驗證和補充。

以十天高速漢中東段大包梁公路隧道為例,通過分析隧道圍巖穩(wěn)定性的各項影響因素,采用bp神經網絡建立隧道圍巖分級模型,并對模型進行了優(yōu)化設計,將訓練好的分級模型運用到該隧道,為公路隧道圍巖分級提供了一種有效方法和參考價值.

鐵路隧道圍巖分級在各分級指標對圍巖級別判定不一致時,很難得到一個確切的圍巖級別,論文首先分析了圍巖穩(wěn)定性分級,然后在量化鐵路隧道圍巖分級各主要指標的基礎上,通過運用模糊數學及概率論方法,建立了鐵路隧道圍巖分級中各級別圍巖的隸屬度函數,并分析了根據隸屬度大小實現(xiàn)模糊判斷圍巖級別的依據;最后以具體實例驗證了該法的可行性。

黏質土隧道圍巖分級指標的選取研究——以長序列黏質土圍巖物理力學指標及埋深數據為基礎，運用數理統(tǒng)計學原理和灰色關聯(lián)度理論從定量的角度分析了黏質土圍巖分級的指標選取。研究結果表明：選用力學指標的影響因素作為分級的基本指標是可行的：黏質土圍巖分級預...

研究目的:我國幅員遼闊,地質條件極為復雜,在建鐵路隧道數量多,大部分分布在東北、西北、東南、西南山區(qū),交通條件極為不便。結合我國國情,目前大多數鐵路隧道采用鉆爆法開挖,機械化程度不高,同時,現(xiàn)場技術人員、管理人員與作業(yè)人員的專業(yè)化程度相對不高,因此,隧道施工安全風險極高。針對隧道施工安全,現(xiàn)有的圍巖監(jiān)控量測主要采用水準儀、收斂計、全站儀進行,從本質上講,難以突破\"人工讀數、手工計算、紙質填寫\"的模式,實施中\(zhòng)"干預因素多、數據處理慢、反饋不通暢\"等問題時常發(fā)生,多數情況下監(jiān)控量測流于形式,技術數據容易\"失真\

長大隧道施工,由于前期勘察設計工作較難,勘察資料不夠準確,設計變更經常發(fā)生。按照新奧法的施工理論和"巖變我變"的主導思想,當隧道圍巖發(fā)生變化時,隧道開挖方法、支護參數、施工工序都應做相應的調整。但隧道變更歷來是一個爭議較大的問

隧道及地下工程中,采用數碼相機、全站儀等儀器攝取工作面及隧道斷面的有關數據,如地質數據、變形數據,可以方便、可靠地推定圍巖的級別,進行三維地質分析以及進行隧道凈空變形的觀測等。重點介紹利用全站儀的遙測技術觀測圍巖凈空位移,自動采集隧道圍巖凈空位移量測外業(yè)數據,對數據進行計算機自動分析處理,快捷方便地獲得量測成果,并以準確、直觀的圖形及報表數據輸出,及時為圍巖穩(wěn)定性判斷和指導施工提供數據依據。

國標《工程巖體分級標準》（gb50218—94）在隧道設計階段應用廣泛,但是由于地質條件的復雜性及巖體各向異性的影響,不能精準預測施工階段隧道圍巖等級。本文基于統(tǒng)計巖體力學提出了針對隧道施工階段的圍巖分級方法,即通過現(xiàn)場巖體結構面統(tǒng)計和巖石力學試驗,獲取結構面參數和巖石力學參數,應用統(tǒng)計巖體力學強度理論及本構理論,獲得具有各向異性特征的巖體彈性模量參數e_m,進而應用經驗公式換算得到bq值,從而確定隧道圍巖基本分級。在實例中,小盤嶺2號隧道gdk347＋360里程處圍巖設計分級為ⅲ級;應用此方法重新分級的結果為ⅳ級,低于設計分級,這與現(xiàn)場觀察和監(jiān)測的圍巖性狀吻合,說明本方法在隧道施工階段能較為客觀地反映圍巖性質。以上研究結果表明,在含碳泥質板巖隧道圍巖施工階段巖體分級過程中,本方法具有良好地適用性。