基于Hoek-Brown模型鐵路隧道圍巖分級(jí)

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(diǎn)地區(qū),但有關(guān)其工程地質(zhì)特征及巖土力學(xué)性質(zhì)方面的研究非常薄弱。三趾馬紅土圍巖分級(jí)是山西中南部鐵路通道工程呂梁段隧道建設(shè)面臨的一項(xiàng)工程地質(zhì)新問題。通過現(xiàn)場監(jiān)測、室內(nèi)試驗(yàn)研究及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),研究三趾馬紅土的物理力學(xué)指標(biāo)及強(qiáng)度特性,對(duì)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(jìn)行分析,最后對(duì)三趾馬紅土在均質(zhì)和多因素條件下圍巖分級(jí)進(jìn)行定量化探討。

通過太中銀鐵路的工程實(shí)踐,結(jié)合現(xiàn)有鐵路隧道確定圍巖分級(jí)的方法,提出了在西北黃土地區(qū)鐵路隧道勘察中應(yīng)特別注意的幾個(gè)問題,以確保圍巖分級(jí)合理,工程保質(zhì)保量按期完成。

鐵路隧道圍巖量測方法——為了準(zhǔn)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(yù)警，圍巖量測是隧道施工工序中一項(xiàng)必不可少的環(huán)節(jié)，是隧道安全貫通的重要保障本文對(duì)襄渝線煙蹬坡隧道圍巖量測的使用方法進(jìn)行了分析。

將圍巖巖體分級(jí)系統(tǒng)(q系統(tǒng))引入到hoek-brown強(qiáng)度準(zhǔn)則中,引入節(jié)理粗糙度、節(jié)理充填物的抗剪強(qiáng)度及巖石所受應(yīng)力3個(gè)指標(biāo),對(duì)地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)(gsi)進(jìn)行定量化修正,并基于圍巖基本質(zhì)量指標(biāo)bq、裂隙組數(shù)、圍巖節(jié)理?xiàng)l件以及q系統(tǒng)評(píng)分值,重新構(gòu)建一種gsi的定量化分析方法,通過測量擾動(dòng)前后圍巖的縱波波速優(yōu)化巖體的擾動(dòng)參數(shù)d.基于修正后的hoek-brown強(qiáng)度準(zhǔn)則與mohr-coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化,估算巖體的力學(xué)參數(shù),通過與實(shí)例工程中試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得知此方法是合理、可行的.

針對(duì)隧道圍巖分級(jí)中的模糊性和隨機(jī)性,文章將隧道圍巖分級(jí)體系作為一個(gè)模糊系統(tǒng),選取6個(gè)參數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo),基于熵權(quán)法和云模型提出了隧道圍巖分級(jí)方法.利用正態(tài)正向云發(fā)生器生成了各評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬各圍巖等級(jí)的云模型,并結(jié)合熵權(quán)法計(jì)算出客觀權(quán)重值,得到了待評(píng)樣本的綜合確定度,從而確定隧道圍巖等級(jí).熵權(quán)-云模型將評(píng)價(jià)指標(biāo)與圍巖等級(jí)間的模糊性和隨機(jī)性有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了評(píng)價(jià)指標(biāo)由定性描述到定量數(shù)值的轉(zhuǎn)化,克服了傳統(tǒng)隧道圍巖分級(jí)方法固定評(píng)價(jià)模式的缺陷.最后,利用熵權(quán)-云模型對(duì)祥和隧道的5個(gè)洞段進(jìn)行了圍巖分級(jí),分級(jí)結(jié)果與模糊層次分析等方法的結(jié)果相符,表明了該方法在隧道圍巖分級(jí)中的可行性和可靠性,為隧道圍巖分級(jí)提供了新思路.

針對(duì)隧道圍巖分級(jí)中的模糊性和隨機(jī)性,文章將隧道圍巖分級(jí)體系作為一個(gè)模糊系統(tǒng),選取6個(gè)參數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo),基于熵權(quán)法和云模型提出了隧道圍巖分級(jí)方法。利用正態(tài)正向云發(fā)生器生成了各評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬各圍巖等級(jí)的云模型,并結(jié)合熵權(quán)法計(jì)算出客觀權(quán)重值,得到了待評(píng)樣本的綜合確定度,從而確定隧道圍巖等級(jí)。熵權(quán)-云模型將評(píng)價(jià)指標(biāo)與圍巖等級(jí)間的模糊性和隨機(jī)性有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了評(píng)價(jià)指標(biāo)由定性描述到定量數(shù)值的轉(zhuǎn)化,克服了傳統(tǒng)隧道圍巖分級(jí)方法固定評(píng)價(jià)模式的缺陷。最后,利用熵權(quán)-云模型對(duì)祥和隧道的5個(gè)洞段進(jìn)行了圍巖分級(jí),分級(jí)結(jié)果與模糊層次分析等方法的結(jié)果相符,表明了該方法在隧道圍巖分級(jí)中的可行性和可靠性,為隧道圍巖分級(jí)提供了新思路。

針對(duì)隧道圍巖分級(jí)問題的復(fù)雜性,基于集對(duì)分析理論,選取巖石單軸抗壓強(qiáng)度rc、巖體完整性指數(shù)kv、洞軸線與主要結(jié)構(gòu)面的夾角θ、結(jié)構(gòu)面狀況ss和地下水流量w5個(gè)因子建立隧道圍巖分級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,將圍巖分級(jí)的各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)筑成一個(gè)集對(duì),建立隧道圍巖分級(jí)的集對(duì)分析模型,并引用圍巖實(shí)測樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行模型檢驗(yàn),運(yùn)用集對(duì)分析法以實(shí)際的圍巖為例進(jìn)行級(jí)別判別.研究表明:集對(duì)分析法判斷結(jié)果與實(shí)際圍巖級(jí)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(zhǔn)確度.集對(duì)分析法原理簡單、算法簡捷、可操作性強(qiáng),可作為一種有效的圍巖分級(jí)方法.

隧道圍巖分級(jí)的距離判別分析模型及應(yīng)用——隧道圍巖的分級(jí)是隧道工程中的一項(xiàng)重要研究工作。將距離判別分析方法應(yīng)用于隧道圍巖分級(jí)問題中，建立隧道圍巖分級(jí)的距離判別分析模型，選用巖石等級(jí)、風(fēng)化程度、巖體彈性縱波波速、巖體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造影響程度、節(jié)理裂...

隧道圍巖分級(jí)是選擇支護(hù)形式和施工方法的重要依據(jù),科學(xué)、準(zhǔn)確的圍巖分級(jí)是控制變形、節(jié)約成本、指導(dǎo)施工的重要基礎(chǔ)。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(jí)的指標(biāo)也大不相同。本文選取含水率、黏聚力、內(nèi)摩擦角、彈性模量和泊松比5個(gè)分類指標(biāo),對(duì)現(xiàn)場測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理簡化,得出ⅳ_a、ⅳ_b、ⅴ_a、ⅴ_b、ⅵ五個(gè)分類等級(jí)對(duì)蒙華鐵路蒙陜段黃土隧道的各測設(shè)段進(jìn)行圍巖穩(wěn)定性劃分,結(jié)果顯示,五個(gè)圍巖劃分等級(jí)與實(shí)際設(shè)計(jì)圍巖等級(jí)基本一致,可以用于黃土隧道圍巖分級(jí)。

寒區(qū)鐵路隧道凍害影響到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和運(yùn)營安全,而且減少了隧道的使用壽命,也增加了養(yǎng)護(hù)維修工作量,造成不良的社會(huì)影響。準(zhǔn)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(guān),研究了寒區(qū)鐵路隧道凍害形成機(jī)理、凍害防治技術(shù),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(shè)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定和運(yùn)營安全,而且減少了隧道的使用壽命,也增加了養(yǎng)護(hù)維修工作量,造成不良的社會(huì)影響.準(zhǔn)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(guān),研究了寒區(qū)鐵路隧道凍害形成機(jī)理、凍害防治技術(shù),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(shè)備簡單、施工效率高,給類似工程施工提供參考.

巖體質(zhì)量q系統(tǒng)未考慮隧道上覆不同地質(zhì)條件巖土體位置關(guān)系的相互影響。闡述了巖體質(zhì)量q系統(tǒng)在進(jìn)行圍巖分級(jí)時(shí)存在的問題,基于摩爾-庫倫強(qiáng)度準(zhǔn)則,提出了計(jì)算隧道圍巖松動(dòng)區(qū)和承載區(qū)的公式,得出當(dāng)隧道圍巖等級(jí)越高,即圍巖穩(wěn)定性越差時(shí),松動(dòng)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(shù)值模擬方法相結(jié)合,求出了隧道圍巖重要性系數(shù),提出了一種隧道圍巖分級(jí)新計(jì)算公式。

公路隧道圍巖分級(jí) 工程2010-03-0515:24:46閱讀630評(píng)論0字號(hào)：大中小 公路隧道圍巖分級(jí)將圍巖分為六級(jí)，給出了各級(jí)圍巖的主要工程地質(zhì)特 征、結(jié)構(gòu)特征和完整性等指標(biāo)并預(yù)測了隧道開挖后，可能出現(xiàn)的坍方、滑動(dòng)、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(yīng)的工程 措施。見表 公路隧道圍巖分類 級(jí) 別 圍巖主要工程地質(zhì)條件圍巖開挖 后的穩(wěn)定狀態(tài) 主要工程地質(zhì)條件結(jié)構(gòu)特征和完 整狀態(tài) v1 硬質(zhì)巖石(飽和抗壓極限強(qiáng) 度rb＞60mpa)，受地質(zhì)構(gòu)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(jié) 合良好呈巨塊狀整體 結(jié)構(gòu) 圍巖穩(wěn) 定、無坍塌， 可能產(chǎn)少巖爆 v 硬質(zhì)巖石(rb＞30mpa)，受地 質(zhì)構(gòu)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(chǎn)狀及組合關(guān)系不致產(chǎn) 生滑動(dòng)，

基于物元可拓基本理論,建立了公路隧道圍巖分級(jí)的物元可拓模型,分析了該模型用于公路隧道圍巖分級(jí)的可行性。利用建立的公路隧道圍巖分級(jí)的物元可拓模型,根據(jù)雞場坪公路隧道的工程實(shí)際,選取了影響該隧道圍巖穩(wěn)定性的4個(gè)主要因素,對(duì)該隧道具有代表性的4段圍巖進(jìn)行了質(zhì)量分級(jí),得到的分級(jí)結(jié)果與實(shí)際情況相符,證明了物元可拓理論在公路隧道圍巖分級(jí)中應(yīng)用的有效性。

該文借鑒fisher判別理論,建立公路隧道圍巖評(píng)價(jià)模型,以期取得較好的效果。該項(xiàng)研究借助fisher判別明顯的統(tǒng)計(jì)優(yōu)勢(shì),綜合國內(nèi)外大量巖體圍巖分級(jí)指標(biāo)資料及工程實(shí)際,建立了公路隧道圍巖識(shí)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(qiáng)度σc、節(jié)理平均間距d、巖石質(zhì)量指標(biāo)rqd、地下水情況w等方面的綜合指標(biāo)作為圍巖類別判定的評(píng)價(jià)因子,以21組公路隧道圍巖實(shí)測樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練和檢驗(yàn),并建立了相應(yīng)的線性判別函數(shù)對(duì)13組待判隧道圍巖類別情況進(jìn)行了預(yù)測,判別結(jié)果與實(shí)際一致。研究結(jié)果表明,fda模型回判估計(jì)誤判率為0,交叉確認(rèn)估計(jì)誤判率為4.8%,判別性能穩(wěn)健可靠,對(duì)現(xiàn)有評(píng)價(jià)公路隧道圍巖分級(jí)方法進(jìn)行了有效的驗(yàn)證和補(bǔ)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(xiàng)影響因素,采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立隧道圍巖分級(jí)模型,并對(duì)模型進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),將訓(xùn)練好的分級(jí)模型運(yùn)用到該隧道,為公路隧道圍巖分級(jí)提供了一種有效方法和參考價(jià)值.

鐵路隧道圍巖分級(jí)在各分級(jí)指標(biāo)對(duì)圍巖級(jí)別判定不一致時(shí),很難得到一個(gè)確切的圍巖級(jí)別,論文首先分析了圍巖穩(wěn)定性分級(jí),然后在量化鐵路隧道圍巖分級(jí)各主要指標(biāo)的基礎(chǔ)上,通過運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)及概率論方法,建立了鐵路隧道圍巖分級(jí)中各級(jí)別圍巖的隸屬度函數(shù),并分析了根據(jù)隸屬度大小實(shí)現(xiàn)模糊判斷圍巖級(jí)別的依據(jù);最后以具體實(shí)例驗(yàn)證了該法的可行性。

黏質(zhì)土隧道圍巖分級(jí)指標(biāo)的選取研究——以長序列黏質(zhì)土圍巖物理力學(xué)指標(biāo)及埋深數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和灰色關(guān)聯(lián)度理論從定量的角度分析了黏質(zhì)土圍巖分級(jí)的指標(biāo)選取。研究結(jié)果表明：選用力學(xué)指標(biāo)的影響因素作為分級(jí)的基本指標(biāo)是可行的：黏質(zhì)土圍巖分級(jí)預(yù)...

研究目的:我國幅員遼闊,地質(zhì)條件極為復(fù)雜,在建鐵路隧道數(shù)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(jié)合我國國情,目前大多數(shù)鐵路隧道采用鉆爆法開挖,機(jī)械化程度不高,同時(shí),現(xiàn)場技術(shù)人員、管理人員與作業(yè)人員的專業(yè)化程度相對(duì)不高,因此,隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)極高。針對(duì)隧道施工安全,現(xiàn)有的圍巖監(jiān)控量測主要采用水準(zhǔn)儀、收斂計(jì)、全站儀進(jìn)行,從本質(zhì)上講,難以突破\"人工讀數(shù)、手工計(jì)算、紙質(zhì)填寫\"的模式,實(shí)施中\(zhòng)"干預(yù)因素多、數(shù)據(jù)處理慢、反饋不通暢\"等問題時(shí)常發(fā)生,多數(shù)情況下監(jiān)控量測流于形式,技術(shù)數(shù)據(jù)容易\"失真\

長大隧道施工,由于前期勘察設(shè)計(jì)工作較難,勘察資料不夠準(zhǔn)確,設(shè)計(jì)變更經(jīng)常發(fā)生。按照新奧法的施工理論和"巖變我變"的主導(dǎo)思想,當(dāng)隧道圍巖發(fā)生變化時(shí),隧道開挖方法、支護(hù)參數(shù)、施工工序都應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整。但隧道變更歷來是一個(gè)爭議較大的問

隧道及地下工程中,采用數(shù)碼相機(jī)、全站儀等儀器攝取工作面及隧道斷面的有關(guān)數(shù)據(jù),如地質(zhì)數(shù)據(jù)、變形數(shù)據(jù),可以方便、可靠地推定圍巖的級(jí)別,進(jìn)行三維地質(zhì)分析以及進(jìn)行隧道凈空變形的觀測等。重點(diǎn)介紹利用全站儀的遙測技術(shù)觀測圍巖凈空位移,自動(dòng)采集隧道圍巖凈空位移量測外業(yè)數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)分析處理,快捷方便地獲得量測成果,并以準(zhǔn)確、直觀的圖形及報(bào)表數(shù)據(jù)輸出,及時(shí)為圍巖穩(wěn)定性判斷和指導(dǎo)施工提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

國標(biāo)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（gb50218—94）在隧道設(shè)計(jì)階段應(yīng)用廣泛,但是由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性及巖體各向異性的影響,不能精準(zhǔn)預(yù)測施工階段隧道圍巖等級(jí)。本文基于統(tǒng)計(jì)巖體力學(xué)提出了針對(duì)隧道施工階段的圍巖分級(jí)方法,即通過現(xiàn)場巖體結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)和巖石力學(xué)試驗(yàn),獲取結(jié)構(gòu)面參數(shù)和巖石力學(xué)參數(shù),應(yīng)用統(tǒng)計(jì)巖體力學(xué)強(qiáng)度理論及本構(gòu)理論,獲得具有各向異性特征的巖體彈性模量參數(shù)e_m,進(jìn)而應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式換算得到bq值,從而確定隧道圍巖基本分級(jí)。在實(shí)例中,小盤嶺2號(hào)隧道gdk347＋360里程處圍巖設(shè)計(jì)分級(jí)為ⅲ級(jí);應(yīng)用此方法重新分級(jí)的結(jié)果為ⅳ級(jí),低于設(shè)計(jì)分級(jí),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(zhì)。以上研究結(jié)果表明,在含碳泥質(zhì)板巖隧道圍巖施工階段巖體分級(jí)過程中,本方法具有良好地適用性。