偏壓雙連拱公路隧道圍巖穩(wěn)定性動態(tài)預測分析

依托某雙連拱隧道工程,基于軟件平臺3d-σ,對實際工程中的開挖方法進行了施工過程數(shù)值模擬,并與實際監(jiān)測結(jié)果進行了對比分析,得出了可用以指導施工的可信性結(jié)論。

公路隧道圍巖穩(wěn)定性三維動態(tài)模擬分析——利用顯式有限差分法，建立了三維有限差分的分析模型，對某公路隧道圍巖穩(wěn)定性進行了數(shù)值模擬。結(jié)合工程實例進行計算分析，對可能發(fā)生圍巖大變形的部位進行了預測，得到了與實際情況基本一致的結(jié)論。

結(jié)合熊渡隧道的工程實踐,通過拱頂沉降、錨桿應(yīng)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(gòu)的支護效果顯著,圍巖基本穩(wěn)定。

隨著科學技術(shù)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(chǔ)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(gòu)類型、地質(zhì)構(gòu)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(yīng)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。

基于灰色理論的隧道圍巖穩(wěn)定性預測——把隧道圍巖變形作為灰色系統(tǒng)去考慮，用灰色系統(tǒng)理論對隧道圍巖的穩(wěn)定位移和失穩(wěn)時間進行了預測，并以東山隧道現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了計算，所得結(jié)果符合實際，對指導施工具有重要意義。

偏壓連拱隧道圍巖穩(wěn)定性模型試驗與數(shù)值分析——按彈性階段相似原則進行偏壓條件下連拱隧道的室內(nèi)模型試驗，模擬連拱隧道的施工工況，研究iii級圍巖地質(zhì)條件下，偏壓連拱隧道開挖的可行性．采用壓力盒、數(shù)碼相機、沉降板等儀器量測試驗過程中隧道圍巖應(yīng)力和位移...

以常吉高速公路蓖麻溪隧道作為工程實例,針對山嶺公路隧道圍巖—支護系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了分析。根據(jù)蓖麻溪隧道現(xiàn)場量測獲得的位移—時間曲線,利用由總位移量、位移速9率表示的判別準則來判斷隧道圍巖的穩(wěn)定性。

跟蹤某隧道施工,進行地質(zhì)素描和節(jié)理統(tǒng)計,通過赤平投影分析節(jié)理發(fā)育分布規(guī)律,建立巖體結(jié)構(gòu)模型;根據(jù)隧道圍巖結(jié)構(gòu)模型,運用離散元分析方法計算圍巖穩(wěn)定性,并結(jié)合現(xiàn)場塌方分析圍巖破壞模式。通過離散元分析及時支護和無支護情況下圍巖穩(wěn)定性,探討鋼格柵錨桿組合進行初次支護的力學機理;根據(jù)現(xiàn)場鋼格柵承受壓力和隧道收斂監(jiān)測,分析某隧道施工中圍巖和支護體系的穩(wěn)定性,總結(jié)出隧道施工中安全事故的主要原因,并給出合理的支護建議。

立足于數(shù)值計算方法、人工智能法以及圍巖分類法的基礎(chǔ),利用數(shù)值分析方法的耦合應(yīng)用和塊體理論發(fā)展研究了公路隧道圍巖穩(wěn)定性的發(fā)展趨勢,同時以此作為前提,對襯砌技術(shù)在應(yīng)用過程中呈現(xiàn)出的組裝式拱架和襯砌臺車進行了討論,從而使得襯砌技術(shù)的作用能夠充分發(fā)揮。

立足于數(shù)值計算方法、人工智能法以及圍巖分類法的基礎(chǔ),利用數(shù)值分析方法的耦合應(yīng)用和塊體理論發(fā)展研究了公路隧道圍巖穩(wěn)定性的發(fā)展趨勢,同時以此作為前提,對襯砌技術(shù)在應(yīng)用過程中呈現(xiàn)出的組裝式拱架和襯砌臺車進行了討論,從而使得襯砌技術(shù)的作用能夠充分發(fā)揮。

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(yīng)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。

隧道圍巖穩(wěn)定性分析及其控制

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。

以納溪高速公路敘嶺關(guān)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(yīng)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(yīng)及時處理。隧道圍巖位移、應(yīng)力的變化規(guī)律可為巖溶處理、支護時機提供依據(jù)。

如何簡單、高效、準確地對工程巖體進行分類是一個具有挑戰(zhàn)性的研究課題,也是現(xiàn)場施工的迫切需求,特別是某些特定的地下工程。以江西某公路隧道為研究對象,結(jié)合該地區(qū)實際所處的地質(zhì)環(huán)境,選取不連續(xù)結(jié)構(gòu)面狀態(tài)及充填情況、巖石單軸抗壓強度rc、巖石質(zhì)量指標rqd、地下水滲水量w和洞軸線與層狀巖石的夾角θ這五個指標作為評價因子,建立了基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的公路隧洞圍巖分類模型,成功地對公路隧道圍巖等級進行了評級,取得了良好的評價效果,為公路隧道圍巖的快速分類提供了依據(jù)。

以百丈隧道右線安城段為例,淺析了影響隧道圍巖穩(wěn)定性的兩個因素:地質(zhì)條件影響和人為因素。深入剖析了隧道地質(zhì)因素,隧道圍巖主要以ⅲ級圍巖為主為主、局部為ⅳ級和ⅴ級。人為因素中對于隧道尺寸和形狀,支護方式,施工方法進行了淺析,并給出了施工中注意事項。

結(jié)合龍頭山隧道工程,利用有限元軟件adina建立空間計算模型,用三維彈塑性有限單元法對隧道ⅲ類圍巖段施工過程圍巖穩(wěn)定性和安全性進行分析,分析施工過程中圍巖的位移、應(yīng)力、應(yīng)變變化規(guī)律,得出了一些有益的結(jié)論,對大跨度隧道施工過程中的圍巖穩(wěn)定性和安全性評價有一定指導意義。

本文采用底摩擦試驗方法,再現(xiàn)了不同條件下水平巖層隧道圍巖變形破壞的發(fā)展演變過程,對層厚與水平巖層隧道圍巖變形破壞的關(guān)系進行了研究。研究結(jié)果表明:水平巖層隧道圍巖變形破壞模式是拱頂和拱肩在重力作用下的離層變形破壞,隧道圍巖的整體破壞不是瞬時發(fā)生的,層厚對于水平巖層隧道圍巖的穩(wěn)定性有很大影響,巖層越厚,圍巖越穩(wěn)定,巖層越薄,越容易變形、破壞,根據(jù)研究成果提出了水平層狀隧道圍巖的加固措施建議,可為相似工程的設(shè)計與施工提供參考。

針對我國公路隧道修建日益增多及巖溶分布廣泛的現(xiàn)狀,利用“公路隧道結(jié)構(gòu)與圍巖綜合實驗系統(tǒng)(ctsssrh)”和有限元分析程序?qū)r溶區(qū)公路隧道圍巖穩(wěn)定性進行了一系列的大型相似模型試驗和數(shù)值模擬研究,探討了溶洞大小對圍巖穩(wěn)定性的影響,總結(jié)了公路隧道圍巖穩(wěn)定性與巖溶關(guān)系的一些規(guī)律

隧道圍巖的穩(wěn)定性對高速公路的建設(shè)和運營起著重要的作用。本文首先介紹了隧道圍巖變形破壞的四種機制,包括結(jié)構(gòu)面控型、強度-應(yīng)力控制型、混合類型和特殊類型四種類型。其次,著重分析了影響隧道圍巖穩(wěn)定性的多種因素,包括巖石性質(zhì)、巖石硬度、巖石完整程度、巖體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)面特性、初始應(yīng)力狀態(tài)以及地下水作用特點等。為提高隧道圍巖的穩(wěn)定性和高速公路的安全運營提供指導意義。

偏壓地形對大跨隧道的圍巖變形和支護結(jié)構(gòu)受力有較大的負面影響,科學選擇開挖方法是確保隧道施工安全的重要前提.hoek-brown強度準則綜合考慮巖體結(jié)構(gòu)面特征、巖塊強度和施工擾動對巖體劣化效應(yīng)的影響,能更好地反映隧道開挖過程中圍巖的變形情況.據(jù)此,本文以貴陽市環(huán)城路七沖村二號隧道為工程依托,通過現(xiàn)場調(diào)查及經(jīng)驗查表的方法確定了hoek-brown強度參數(shù),采用flac3d對三臺階法和雙側(cè)壁導洞法的開挖過程進行了模擬計算,結(jié)合現(xiàn)場圍巖變形和鋼拱架軸力監(jiān)測數(shù)據(jù),對兩種開挖方法的圍巖穩(wěn)定性進行了對比分析,得出結(jié)論:相比于三臺階法,雙側(cè)壁導洞法能更有效地控制圍巖塑性區(qū)發(fā)展和圍巖變形,可以有效地減少偏壓荷載對隧道圍巖造成的不利影響,但鋼拱架受力不均勻,可能對支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響;綜合考慮施工安全和施工進度,圍巖較破碎的隧道出口段和入口段應(yīng)采用雙側(cè)壁導洞法施工,圍巖較完整的其他區(qū)間段可采用三臺階法施工,以節(jié)省工期.