總安全系數(shù)法隧道圍巖壓力代表值

采用相似材料模型試驗(yàn)方法,對(duì)軟巖隧道在以豎直地應(yīng)力為主和水平地應(yīng)力為主兩種情況下圍巖壓力分布規(guī)律進(jìn)行了研究.研究結(jié)果表明,隧道圍巖應(yīng)力升高區(qū)在隧道周圍1倍洞徑之內(nèi),應(yīng)力集中系數(shù)約為1.2~1.5.因圍巖應(yīng)力重分布而出現(xiàn)塑性區(qū),高應(yīng)力向深部轉(zhuǎn)移.隧道施作襯砌后,隨著洞周圍巖應(yīng)力進(jìn)一步釋放,塑性區(qū)繼續(xù)擴(kuò)張,應(yīng)力升高區(qū)也進(jìn)一步向圍巖深部發(fā)展,洞周的應(yīng)力集中現(xiàn)象有所減小.隧道邊墻中部、拱肩、拱頂是比較關(guān)鍵的部位,應(yīng)加強(qiáng)支護(hù).

為了解決目前在設(shè)計(jì)中尚無滿足連拱隧道特點(diǎn)的圍巖壓力理論,特別是在淺埋偏壓條件下圍巖載荷估計(jì)偏差較大問題,應(yīng)用巖柱理論求得塌落拱曲線方程,用作圖法確定地形偏壓臨界覆土厚度,對(duì)偏壓連拱隧道與非偏壓連拱隧道進(jìn)行界定。在此基礎(chǔ)上,提出淺埋偏壓連拱隧道地層主動(dòng)偏壓載荷和被動(dòng)不均勻載荷確定方法及地形偏壓情況下隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理計(jì)算方法,并求得不同坡率、不同圍巖級(jí)別條件下淺埋側(cè)土體的彈性抗力系數(shù)的合理取值,為設(shè)計(jì)中偏壓連拱隧道采用載荷結(jié)構(gòu)模式計(jì)算時(shí)淺埋側(cè)土體的彈性抗力系數(shù)取值提供參考。

連拱隧道按荷載結(jié)構(gòu)模式計(jì)算分析時(shí),圍巖壓力的計(jì)算仍采用現(xiàn)行《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》中的方法,這種計(jì)算方法存在一定的問題。探討了連拱隧道的深淺埋界限,對(duì)常用的圍巖壓力理論進(jìn)行了比較,找出連拱隧道采用現(xiàn)有圍巖壓力理論進(jìn)行計(jì)算存在的問題,提出了建議的連拱隧道圍巖壓力計(jì)算方法,并對(duì)建議的計(jì)算方法進(jìn)行了效果分析。結(jié)果表明,建議的計(jì)算方法對(duì)連拱隧道及大跨度隧道的設(shè)計(jì)計(jì)算是合理和偏于安全的。

通過對(duì)公路隧道深埋段圍巖壓力進(jìn)行監(jiān)測,繪制圍巖壓力變化曲線,分析圍巖壓力變化規(guī)律。通過有限元數(shù)值模擬分析襯砌結(jié)構(gòu)受力情況,為日后類似隧道工程的合理設(shè)計(jì)與施工提供了借鑒與參考。

注漿是隧道圍巖加固與涌水封堵的主要技術(shù)手段,當(dāng)圍巖較為破碎且自穩(wěn)能力較差時(shí),注漿過程中若采取了不合適的注漿壓力,極易造成圍巖大變形甚至塌方等次生災(zāi)害?；跐B流-應(yīng)力耦合理論,選取典型隧道開挖斷面,建立注漿作用下滲流場與應(yīng)力場數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用comsol多物理場耦合軟件分析注漿過程中注漿壓力作用下隧道圍巖的變形規(guī)律。結(jié)果表明,圍巖等級(jí)為ⅴ時(shí),注漿過程中注漿壓力不斷向隧道周圍地層中擴(kuò)散與傳遞,滲流場、應(yīng)力場分布隨注漿孔深度增加呈現(xiàn)衰減趨勢;隨著注漿壓力的提高,應(yīng)力發(fā)生急劇變化,并不斷地向圍巖深部轉(zhuǎn)移;注漿初期,圍巖變形速率急劇上升,注漿后期圍巖變形速率下降,且變形量趨于穩(wěn)定。依托具體工程實(shí)例,提出了合理選擇注漿壓力的控制技術(shù),保證了圍巖的穩(wěn)定和安全。

紅層軟巖地區(qū)公路隧道圍巖壓力特征講義講稿——　　1.巖體地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型　　2.斷裂破碎帶的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及工程措施　　3.特殊水文地質(zhì)條件下隧道圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及工程措施　　4.隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)　　5.隧道信息化施工　　　　1.1區(qū)域地質(zhì)環(huán)境　...

圍巖荷載的確定是進(jìn)行隧道工程襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵?，F(xiàn)行鐵路隧道規(guī)范中深埋隧道圍巖荷載計(jì)算公式是根據(jù)單線鐵路隧道施工塌方的調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料建立起來的統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式,多年來,對(duì)于指導(dǎo)單、雙線鐵路隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到至關(guān)重要的作用,但用于指導(dǎo)當(dāng)前三線,特別是四線鐵路隧道時(shí),就顯得無能為力了。提出一種合理的適合于三線、四線甚至更大跨度的鐵路隧道的圍巖荷載計(jì)算方法,提出考慮圍巖變形全過程的\"統(tǒng)一圍巖壓力曲線\

斑竹園雙連拱隧道圍巖壓力分析——在雙連拱隧道施工過程中，由于圍巖應(yīng)力重分布，圍巖的性質(zhì)較復(fù)雜且變化多、人為的因素對(duì)圍巖性質(zhì)影響大等因素，事先無法估計(jì)。因此，采取理論分析，經(jīng)驗(yàn)判斷相結(jié)合方法，指導(dǎo)斑竹園雙連拱隧道的施工。

圍巖級(jí)別5 坑道跨度b=14.3 圍巖重度r=20 洞頂?shù)孛娓叨萮=30 頂板土柱兩側(cè)摩擦角=27 側(cè)壓力系數(shù)(由上面那個(gè)和下面兩個(gè)確定)=0.17 圍巖計(jì)算摩擦角=50 破裂角=72.88702051 垂直壓力q=493.7949498 至地面32米處的水平壓力e=105.9797264 提示: 紅字輸入 綠色中間數(shù)據(jù) 藍(lán)色輸出數(shù)據(jù) 黑色提示 淺埋隧道 參考數(shù)據(jù):五級(jí) 14.3 取17-20 25-30 取20-27 取40-50 是淺埋,取左邊結(jié)果 埋隧道圍巖壓力計(jì)算(規(guī)范118面)

在雙連拱隧道施工過程中,由于圍巖應(yīng)力重分布,圍巖的性質(zhì)較復(fù)雜且變化多、人為的因素對(duì)圍巖性質(zhì)影響大等因素,事先無法估計(jì)。因此,采取理論分析,經(jīng)驗(yàn)判斷相結(jié)合方法,指導(dǎo)斑竹園雙連拱隧道的施工。

圍巖荷載的確定是進(jìn)行隧道工程襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵.現(xiàn)行鐵路隧道規(guī)范中深埋隧道圍巖荷載計(jì)算公式是根據(jù)單線鐵路隧道施工塌方的調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料建立起來的統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式,多年來,對(duì)于指導(dǎo)單、雙線鐵路隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到至關(guān)重要的作用,但用于指導(dǎo)當(dāng)前三線,特別是四線鐵路隧道時(shí),就顯得無能為力了.提出一種合理的適合于三線、四線甚至更大跨度的鐵路隧道的圍巖荷載計(jì)算方法,提出考慮圍巖變形全過程的\"統(tǒng)一圍巖壓力曲線\

圍巖荷載的確定是進(jìn)行隧道工程襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵?，F(xiàn)行鐵路隧道規(guī)范中深埋隧道圍巖荷載計(jì)算公式是根據(jù)單線鐵路隧道施工塌方的調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料建立起來的統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式,多年來,對(duì)于指導(dǎo)單、雙線鐵路隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到至關(guān)重要的作用,但用于指導(dǎo)當(dāng)前三線,特別是四線鐵路隧道時(shí),就顯得無能為力了。提出一種合理的適合于三線、四線甚至更大跨度的鐵路隧道的圍巖荷載計(jì)算方法,提出考慮圍巖變形全過程的＂統(tǒng)一圍巖壓力曲線＂,并基于貴昆鐵路六盤水至沾益段增建二線上的烏蒙山2號(hào)四線車站大跨度隧道,開展現(xiàn)場試驗(yàn),對(duì)圍巖壓力進(jìn)行監(jiān)控量測,結(jié)合統(tǒng)一圍巖壓力曲線,提出豎向圍巖壓力計(jì)算公式q=kγha。

高速公路隧道施工過程中,隧道圍巖壓力對(duì)行車的安全性、隧道耐久性及投資者的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益有著重要作用。本文通過對(duì)圍巖概念以及形成機(jī)理的了解,分析了構(gòu)造應(yīng)力場、自重應(yīng)力場,提出了圍巖壓力的確定方法。為高速公路隧道的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。

隧道圍巖大變形是目前公路、鐵路隧道建設(shè)中遇到的重要科學(xué)問題。工程實(shí)踐中,隧道圍巖大變形主要是由于圍巖遭受剪切破壞而產(chǎn)生了流變而導(dǎo)致的,部分隧道的圍巖大變形是由于圍巖成分中的親水礦物遇水發(fā)生水化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生體積膨脹產(chǎn)生的,故隧道圍巖大變形可以分為應(yīng)力型、材料性和結(jié)構(gòu)型3類。通過全面分析前人的研究成果,可以將隧道圍巖相對(duì)變形3%作為劃分隧道內(nèi)是否發(fā)生大變形的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)。而對(duì)于應(yīng)力型圍巖大變形,hoek提出的隧道圍巖徑向變形和掌子面變形預(yù)測公式較好地預(yù)測了施工現(xiàn)場的圍巖變形量,其現(xiàn)實(shí)意義較為明顯,但需要針對(duì)不同的工程條件調(diào)整原地應(yīng)力的估算公式或者考慮圍巖二次應(yīng)力場的賦存狀態(tài)。對(duì)于材料型和結(jié)構(gòu)型圍巖大變形的變形量預(yù)測,目前仍然是一塊研究的空白區(qū),需要進(jìn)一步開展相關(guān)工作。

博士學(xué)位論文摘要:由于雙連拱隧道的多分部開挖支護(hù)的結(jié)構(gòu)荷載轉(zhuǎn)換過程多,圍巖應(yīng)力變化和圍巖與結(jié)構(gòu)相互作用關(guān)系復(fù)雜,目前在設(shè)計(jì)、施工中仍然存在一些問題:(1)勘察設(shè)計(jì)圍巖分類與施工揭露實(shí)際圍巖級(jí)別常有差異,并難以實(shí)現(xiàn)及時(shí)變

以大連地鐵一號(hào)線學(xué)苑廣場—海事大學(xué)區(qū)間過河段隧道工程為背景,基于一種新型優(yōu)化算法——差異進(jìn)化算法進(jìn)行隧道圍巖力學(xué)參數(shù)反分析,提出以位移值為指標(biāo)的差異進(jìn)化位移反分析方法及實(shí)現(xiàn)過程,并將反演得到的圍巖力學(xué)參數(shù)應(yīng)用到過河段隧道工程開挖方案比較及穩(wěn)定性分析,驗(yàn)證了復(fù)雜地質(zhì)條件下該方法的可行性和有效性.結(jié)果表明,該方法在復(fù)雜地質(zhì)條件下具有較好的可行性,且對(duì)選取隧道施工方案、保證隧道安全具有一定的指導(dǎo)意義.同時(shí),所得圍巖力學(xué)參數(shù)也可進(jìn)一步應(yīng)用于其他類似工程的相關(guān)研究.

淺埋偏壓隧道開挖后的受力和變形都是不對(duì)稱的,而且在開挖時(shí)易出現(xiàn)塌方,對(duì)設(shè)計(jì)和施工帶來許多麻煩.結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù)和flac3d有限元軟件,從實(shí)際數(shù)據(jù)著手分析,結(jié)合有限元軟件模擬和分析隧道圍巖應(yīng)力和位移變化特征,為設(shè)計(jì)和施工提供參考.

并行隧道圍巖應(yīng)力的線彈性分析——間距較小的并行隧道，兩洞室開挖的相互影響不能忽略。引入雙圓洞室圍巖應(yīng)力函數(shù)的線彈性方程，并通過編程實(shí)現(xiàn)工程計(jì)算，探討了間距較小的并行雙圓隧道圍巖的應(yīng)力特點(diǎn)以及應(yīng)力隨凈距改變的變化規(guī)律，為間距較小的并行隧道圍巖...

通過建立可反映互層巖體中砂巖與板巖組成、巖層傾角、巖層走向等因素變化對(duì)巖體變形影響的互層巖體本構(gòu)模型,研究了砂板互層巖體中隧道圍巖的力學(xué)特性。研究結(jié)果表明:巖體中板巖體積含量越高,圍巖最大變形及破壞范圍越大,隧道周邊圍巖變形不對(duì)稱性也越明顯,板巖結(jié)構(gòu)面的內(nèi)摩擦角大小對(duì)巖體變形及破壞范圍影響很大,板巖沿結(jié)構(gòu)面破壞為砂板互層巖體的主要破壞形式之一;砂板互層巖體的傾角變化將影響隧道周邊圍巖變形的對(duì)稱性及破壞區(qū)域的分布,傾角在40°～60°時(shí),圍巖變形的不對(duì)稱性最明顯,板巖含量較高時(shí),砂板互層巖體的最大變形隨傾角的增大而降低;巖層的走向與洞軸線交角越大,圍巖變形越小,隧道周邊圍巖變形也越趨于對(duì)稱,在陡傾砂板互層巖體中,洞軸線應(yīng)盡可能沿與巖層走向大角度相交的方向布置以利于圍巖的穩(wěn)定;隨著埋深的增加,圍巖變形及破壞范圍均增長,因巖層傾角、走向變化引起的隧道周邊圍巖變形不對(duì)稱性也越明顯。

隧道原位擴(kuò)建需要將原有結(jié)構(gòu)拆除后再進(jìn)行隧道擴(kuò)挖,形成大斷面隧道。從原隧道的開挖形成小斷面隧道到拆除原有結(jié)構(gòu)再擴(kuò)挖成大斷面隧道,圍巖經(jīng)過多次擾動(dòng)后,經(jīng)受的應(yīng)力狀態(tài)錯(cuò)綜復(fù)雜。以大帽山隧道原位擴(kuò)建為例,介紹采用數(shù)值模擬手段建立新建4車道和原位擴(kuò)建4車道隧道的力學(xué)計(jì)算模型,得出原位擴(kuò)建隧道的圍巖變形及力學(xué)特性,為該隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

結(jié)合沈陽地鐵青懷段的工程概況,介紹了隧道斷面開挖的方法及材料的選擇,并采用geofba軟件,模擬了隧道的開挖過程,計(jì)算分析了圍巖的應(yīng)力情況與施工安全性,為隧道開挖施工提供了參考依據(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。