收斂約束原理的大斷面黃土隧道圍巖與初支穩(wěn)定性分析

大斷面黃土隧道圍巖變形監(jiān)控量測技術(shù)——結(jié)合鄭西鐵路客運(yùn)專線高橋大斷面黃土隧道的監(jiān)控量測工作，詳細(xì)介紹了無尺量測技術(shù)的觀測系統(tǒng)、觀測方法、觀測要點(diǎn)和觀測精度，以及量測數(shù)據(jù)的計(jì)算、應(yīng)用和回歸分析方法，為類似軟弱隧道的監(jiān)控量測工作提供參考和借鑒。

采用大型數(shù)學(xué)軟件matlab對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析等數(shù)學(xué)處理,找出監(jiān)控量測數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性并模式化為量測曲線和數(shù)學(xué)方程,使經(jīng)過數(shù)學(xué)處理后的數(shù)據(jù)能有效反映圍巖發(fā)展趨勢及最終位移量。根據(jù)得到的巖性參數(shù)進(jìn)行水平劃分,得到各水平參數(shù)并進(jìn)行正交組合進(jìn)而得到試驗(yàn)方案。通過采用數(shù)值模擬軟件midas/gts模擬各試驗(yàn)方案下圍巖的最終位移量,由此得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)庫。然后通過matlab編制的巖性參數(shù)反演程序進(jìn)行反分析,得出該段巖體的等效巖性參數(shù)。最后利用midas/gts正演計(jì)算,得到隧道在開挖支護(hù)后圍巖的應(yīng)力-應(yīng)變分布和最終位移值,以此來評價(jià)圍巖穩(wěn)定性。

隧道圍巖穩(wěn)定性分析及其控制

通過曼歇2號隧道中導(dǎo)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(yù)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(dǎo)和控制,進(jìn)而達(dá)到短期預(yù)報(bào)的目的。

隧道圍巖穩(wěn)定性分析是該工程領(lǐng)域亟需解決的問題。本文主要針對圓形斷面隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行分析,建立了合適的地質(zhì)模型,分析了隧道開挖過程中,隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用力的變化規(guī)律,為今后的相關(guān)研究提供了一個(gè)思路。

結(jié)合熊渡隧道的工程實(shí)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(jì)算工作,研究了復(fù)雜地質(zhì)條件下巖溶隧道全斷面爆破開挖時(shí)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(hù)參數(shù)是可行的,圍巖變形可控,支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)效果顯著,圍巖基本穩(wěn)定。

隨著科學(xué)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。

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

以蘭渝鐵路淺埋大斷面黃土隧道為例,在對比經(jīng)典圍巖壓力計(jì)算理論的基礎(chǔ)上,采用flac3d建立三維數(shù)值計(jì)算模型,從施工方法、隧道埋深及圍巖級別的角度,對比分析對大斷面黃土隧道仰拱圍巖壓力的影響,并通過現(xiàn)場跟蹤實(shí)測進(jìn)行驗(yàn)證,總結(jié)出大斷面黃土隧道仰拱處圍巖壓力的規(guī)律。

重慶軌道交通5號線3標(biāo)段淺埋扁平超大斷面隧道采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖。對施工過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,并結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果對各施工階段圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。結(jié)果表明:扁平超大斷面隧道拱頂受力面積大,受力部位下移,拱腳應(yīng)力集中；拆除中隔墻時(shí)拱頂沉降幅度大,拱腳水平收斂對開挖過程較敏感；開挖完成時(shí)隧道仰拱隆起,應(yīng)當(dāng)及時(shí)封閉成環(huán)。

以蘭渝鐵路淺埋大斷面黃土隧道為例,在對比經(jīng)典圍巖壓力計(jì)算理論的基礎(chǔ)上,采用flac3d建立三維數(shù)值計(jì)算模型,從施工方法、隧道埋深及圍巖級別的角度,對比分析對大斷面黃土隧道仰拱圍巖壓力的影響,并通過現(xiàn)場跟蹤實(shí)測進(jìn)行驗(yàn)證,總結(jié)出大斷面黃土隧道仰拱處圍巖壓力的規(guī)律。

墩梁隧道是省級高速榆商線的重要組成部分，也是全線的重點(diǎn)和難點(diǎn)工程，確定為控制性工程，是我國目前開挖斷面最大的純黃土公路隧道。本文主要根據(jù)陜北境內(nèi)黃土地質(zhì)情況，從施工角度系統(tǒng)介紹了大斷面純黃土隧道在開挖工程中保證掌子面及圍巖穩(wěn)定措施。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代施工技術(shù)的進(jìn)步,隧道工程建設(shè)對地質(zhì)條件的選擇性越來越不明顯,即使在復(fù)雜的地質(zhì)條件下,如穿過煤層等,也可進(jìn)行針對性的建設(shè)和施工.但是針對有煤層的地質(zhì),在施工過程中應(yīng)關(guān)注高瓦斯壓力問題,若做不好相關(guān)施工工作易引發(fā)瓦斯突出災(zāi)害,從而威脅到施工人員的安全和工程建設(shè)的質(zhì)量.因此分析鐵路大斷面高瓦斯隧道圍巖穩(wěn)定性和突出風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)問題.

黃蒙隧道圍巖體內(nèi)位移穩(wěn)定性分析——隧道圍巖體內(nèi)位移監(jiān)測結(jié)論對于判斷圍巖穩(wěn)定性和保證施工安全與工程質(zhì)量起著重要的作用，以黃蒙隧道為依托，對其監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，判定圍巖的穩(wěn)定性，并根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對圍巖體內(nèi)位移監(jiān)測提出幾點(diǎn)體會。

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。

淺埋隧道圍巖工程是非常重要的交通構(gòu)筑形式，多見于在丘陵、山區(qū)等斜坡地段，而且是鐵路建設(shè)、市政地下空間有效利用過程中不可避免的，因淺埋隧道開挖造成的圍巖應(yīng)力比深埋隧道復(fù)雜。本文將對淺埋隧道穩(wěn)定性與圍巖壓力關(guān)系進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上就如何進(jìn)行施工建設(shè)，談一下自己的觀點(diǎn)和認(rèn)識，僅供參考。

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

瑞金至贛州高速公路52%路段經(jīng)過不良地質(zhì)地區(qū),施工難度大。鐘公隧道左線全長4180m,右線全長4185m,穿越一段煤系地層。施工過程中出現(xiàn)了圍巖變形,拱頂沉降嚴(yán)重現(xiàn)象。分析了引起穿越煤系地層隧道圍巖變形的主要原因有地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水的作用和初期支護(hù)強(qiáng)度不夠等。針對煤系地層隧道圍巖變形,指出了盡快封閉工作面、加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù)的剛度、對開挖段進(jìn)行預(yù)先加固、及時(shí)強(qiáng)行支護(hù)、搞好排水措施等應(yīng)對方法。左洞施工經(jīng)驗(yàn)證明所述措施有效控制了圍巖變形,保證了施工順利進(jìn)行。

以納溪高速公路敘嶺關(guān)隧道為背景,以方形溶洞為例,運(yùn)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(jìn),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(shí)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(hù)時(shí)機(jī)提供依據(jù)。

公路隧道圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀與展望

在尚家灣隧道施工期間,曾預(yù)報(bào)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(yàn)。通過對比隧道前方有、無溶洞條件下開挖工況,從位移、應(yīng)力、塑性區(qū)3個(gè)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(dǎo)意義。

隧道圍巖穩(wěn)定性的模糊評價(jià)研究——隧道工程是受各種復(fù)雜因素影響的地下結(jié)構(gòu)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(xué)的原理對...