巖灘擴(kuò)建工程石英脈侵入帶對廠房頂拱圍巖穩(wěn)定性影響分析

在尚家灣隧道施工期間,曾預(yù)報并揭露大型溶洞,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。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。

通過建立有限元、離散元兩種數(shù)值力學(xué)模型,開展開挖跨度對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響規(guī)律研究。結(jié)果表明:在不考慮洞室形狀影響的前提下,當(dāng)圍巖按連續(xù)介質(zhì)假設(shè),且開挖后仍處于彈性應(yīng)力狀態(tài)時,單純增加隧道開挖跨度對圍巖應(yīng)力狀態(tài)影響不大;但若開挖后進(jìn)入彈塑性應(yīng)力狀態(tài),則單純加大開挖跨度會導(dǎo)致塑性區(qū)半徑大幅度增加,影響圍巖穩(wěn)定。當(dāng)圍巖按非連續(xù)介質(zhì)假定時,巖體失穩(wěn)主要呈現(xiàn)節(jié)理面間剪切滑移。開挖跨度增大相當(dāng)于隧道跨度與巖塊的相對尺度增大,隧道關(guān)鍵塊體失穩(wěn)概率加大,對于相同產(chǎn)狀節(jié)理巖體,關(guān)鍵塊體出現(xiàn)部位相同;另一方面,跨度增大引起在隧道開挖的應(yīng)力擾動區(qū)內(nèi)遭遇節(jié)理的組數(shù)增加,組數(shù)越多,巖體越破碎,失穩(wěn)概率越大,且失穩(wěn)模式各有不同,增加了支護(hù)難度。

采用有限元方法,初步研究了隧洞在埋深為33,233,433m時,在ⅰ~ⅴ級圍巖的受力、塑性變形和位移變化。研究發(fā)現(xiàn),在同一埋深下,隨著圍巖破碎程度的增加,圍巖的受拉區(qū)和塑性變形區(qū)逐漸從拱頂、底向邊墻轉(zhuǎn)移,并可能在邊墻處發(fā)生拉應(yīng)力突增現(xiàn)象,突增幅度隨埋深的增加而增大。隧洞的拱頂、邊墻和拱底都會產(chǎn)生較大位移;隨著埋深的增加和巖體的破碎,拱頂和拱肩的位移會超過其他部位。計算結(jié)果和已有的模型試驗結(jié)果相比較,論證了研究方法和結(jié)論的合理性。

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...

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)研究提供了一個思路。

針對工程中具有破碎帶的隧道存在飽水的實際情況,基于流固耦合理論,利用有限差分法軟件flac,對含有破碎帶的隧道圍巖在飽水條件下的開挖穩(wěn)定性進(jìn)行分析。通過考慮流固耦合效應(yīng),得到不同傾角的破碎帶在開挖前后的滲流場特性、主應(yīng)力特性和塑性區(qū)特性等結(jié)果,并在此基礎(chǔ)上分析了地下水的存在對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明:隨著破碎帶傾角的增大,使圍巖加速破壞,塑性區(qū)的范圍也逐漸擴(kuò)展,說明形成不穩(wěn)定圍巖的區(qū)域也在擴(kuò)大。通過滲水模型試驗對存在破碎帶的圍巖在飽水情況下隧道失穩(wěn)的過程進(jìn)行演示,揭示圍巖破壞的機理。研究成果可為富水地層條件下含破碎帶的隧道工程開挖設(shè)計提供了理論參考。

凍巖隧道施工中,開挖、初襯、保溫層和二襯等作業(yè),產(chǎn)生的施工熱量及洞內(nèi)外空氣的熱交換,將影響凍土圍巖原始地溫場。這種地溫場的擾動,破壞了凍土地層的熱力學(xué)平衡,使其凍土的熱物理力學(xué)性能發(fā)生改變,其中包括凍土的融沉性、凍土回凍過程的膨脹性以及隧道的穩(wěn)定性等工程力學(xué)性能。因此,保護(hù)凍土、減少施工對凍土原始地溫場的擾動是凍土隧道施工的重要控制因素之一。通過建立凍土圍巖、支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)、隔熱保溫層和洞內(nèi)環(huán)境氣體熱力學(xué)模型,根據(jù)實際工況和實測洞內(nèi)環(huán)境溫度及地溫,應(yīng)用ansys有限元程序,對不同施工工況下圍巖的溫度場變化進(jìn)行模擬,分別研究毛洞暴露時間、初襯施作時機、初襯持續(xù)時間等不同狀況下,凍巖溫度場的擾動規(guī)律、融化圈深度。根據(jù)不同施工方法下融化圈大小對洞室穩(wěn)定性的影響,為凍土隧道施工控制和決策提供科學(xué)依據(jù)。

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(fù)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(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。

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)報的目的。

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。

隨著我國西南部大規(guī)模鐵路建設(shè)的實施,受地形地勢的影響,淺埋偏壓隧道越來越多的出現(xiàn)在工程實際當(dāng)中。對于此類隧道,初期支護(hù)時機對圍巖穩(wěn)定性的影響是一個不容忽視的重要問題。針對改建鐵路成昆線老鼻山隧道洞口淺埋偏壓段的工程實例,應(yīng)用大型有限元分析軟件abaqus模擬分析了隧道開挖后在不同應(yīng)力釋放率情況下施加初期支護(hù)的作用效果。對淺埋偏壓隧道不同支護(hù)時機下圍巖的變形規(guī)律以及圍巖的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行了研究,初步分析了兩者與支護(hù)時機的對應(yīng)關(guān)系。

基于多年對盾構(gòu)施工技術(shù)的研究,同時結(jié)合沈陽地鐵二號線松陵區(qū)間盾構(gòu)施工工程實例,闡述土壓平衡盾構(gòu)機施工對周圍土體擾動的影響程度,可為類似工程參考和借鑒。

隧道穿越節(jié)理裂隙發(fā)育地質(zhì)環(huán)境時,水壓力以及節(jié)理裂隙發(fā)育程度會對開挖后圍巖的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響.以某隧道為工程背景,運用離散元理論,考慮流固耦合作用,分析了水位高度和節(jié)理法向剛度對隧道開挖后洞周位移收斂、圍巖剪應(yīng)力及塑性區(qū)、支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的影響.計算結(jié)果表明:在一定范圍內(nèi),水位高度和節(jié)理法向剛度越大,圍巖塑性區(qū)的范圍越小,襯砌結(jié)構(gòu)受到的內(nèi)力越小,隧道越安全.

利用三維拉格朗日有限差分法對某深埋隧洞工程進(jìn)行分步開挖支護(hù)數(shù)值模擬,對比分析了隧洞在無支護(hù)、錨桿支護(hù)、襯砌支護(hù)及復(fù)合支護(hù)下圍巖的應(yīng)力、位移和塑性區(qū)分布,對地下隧洞工程設(shè)計與施工提供了參考依據(jù)。

圍巖穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究分析——本資料為圍巖穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究分析，共34頁。簡介：地下建筑位置的選擇，除取決于工程目的要求外，需要考慮圍巖的穩(wěn)定、山體穩(wěn)定及地形、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水及地應(yīng)力等因素的影響。理想的建洞山體應(yīng)具備以下條件...

隨著城市建設(shè)和公路工程的發(fā)展,隧道工程開挖逐漸向長大型和深埋方向轉(zhuǎn)移,圍巖穩(wěn)定性日益成為設(shè)計和施工的首要問題。本文主要針對圍巖穩(wěn)定性影響因素、破壞機制及基本判據(jù)展開敘述,為隧道施工過程中開挖方案的制定、支護(hù)形式的選取提供依據(jù)。

隧道工程圍巖穩(wěn)定性影響因素分析與破壞基本判據(jù) 作者：徐銀燕，xuyinyan 作者單位：安徽省建設(shè)監(jiān)理有限公司,安徽,合肥,230022 刊名：安徽建筑 英文刊名：anhuiarchitecture 年，卷(期)：2009,16(5) 被引用次數(shù)：2次 參考文獻(xiàn)(5條) 1.鄭穎人隧道圍巖彈塑性隨機有限元分析及可靠度計算[期刊論文]-巖土力學(xué)2003(01) 2.王士天;王蘭生工程地質(zhì)分析原理1993 3.閆春嶺;丁德馨flac在鐵山坪隧道圍巖穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用[期刊論文]-地下空間與工程學(xué)報2006(03) 4.蔡美峰巖石力學(xué)與工程2002 5.張應(yīng)龍;師金鋒超大斷面隧道圍巖的穩(wěn)定性分析[期刊論文]-地下空間與工程學(xué)報2005(02) 引證文獻(xiàn)(2條) 1.秦海燕.徐良明溫州市地下糧庫圍巖穩(wěn)定性影響因素分析[期刊論文]-

本文采用三維彈塑性數(shù)值分析的方法，研究了工程上常用的三種巷道開挖方法對馬頭門圍巖穩(wěn)定性的影響，所得結(jié)論為合理選擇施工方案提供了理論依據(jù)。

為判定礦山地下采礦巷道圍巖穩(wěn)定性,得出較為可靠的結(jié)果,文中運用flac3d有限差分軟件對采礦巷道進(jìn)行模擬計算,得出在有支護(hù)和無支護(hù)條件下的變形值;根據(jù)《采礦設(shè)計手冊》中的變形量的上限值,判定采礦巷道圍巖在沒有支護(hù)的條件下是穩(wěn)定的,不需要進(jìn)行支護(hù)。

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,評價了圍巖破壞機理及穩(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,但開挖擾動引起的裂隙使部分孔隙水從頂板中滲流到采場中,容易導(dǎo)致涌水事故。

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)育有不同級別的結(jié)構(gòu)面,對圍巖的穩(wěn)定性有一定影響。對此,本文運用圍巖分類法和數(shù)值模擬法分析了廠房開挖后圍巖的整體穩(wěn)定性,然后運用unwedge軟件對主廠房頂拱部位的不穩(wěn)定塊體進(jìn)行了分析評價。