挤压性围岩隧道变形潜势的判定

研究目的:挤压性围岩隧道的工程难点主要是变形潜势的判定,以往主要利用岩石(岩体)的强度应力比来评价围岩的变形潜势,理论上概念明确,但在挤压影响严重段,围岩地应力和岩体强度很难实测,且受构造作用影响,岩体的强度时高时低、变化频繁,具有很大的不确定性,现场难以据此进行变形潜势判定。因此,有必要进一步研究变形潜势的判定方法,便于施工现场操作。研究结论:(1)勘察阶段可按岩石单轴抗压强度和最大初始地应力值之比对挤压性围岩变形潜势进行宏观预判;(2)设计阶段可按岩石(岩体)的强度应力比来评价围岩的变形潜势,划分变形等级,进行预设计;(3)施工阶段可按围岩完整程度和开挖后变形速率对变形潜势进一步进行判定;(4)变形速率可作为主要评价指标,对支护参数与围岩的适应性进行评价,动态调整支护参数;(5)本研究结论可为铁路挤压性围岩隧道的设计与施工提供思路和方法。

基于变形潜势的挤压性围岩隧道控制技术研究

研究目的:随着铁路、公路交通网络建设的推进,挤压性隧道大变形现象十分突出,常常伴随着大规模的变形破坏,变形控制难度极大。挤压性围岩隧道变形控制的主要难点是如何划分变形潜势等级、确定支护体系和施作时机。本文结合以往挤压性大变形隧道建设经验,对挤压性围岩隧道上述基本问题进行深入的分析探讨,达到控制变形的目的。研究结论:(1)基于应力场分布特点,将挤压性围岩隧道变形分为“应力型”、“构造型”、“复合型”三种类型;(2)变形潜势是指围岩内部潜在应变能的强弱,可根据变形总量将变形潜势分为“常规、轻微、中等、强烈”;(3)变形潜势随变形速率的增大而增强,可根据支护初期变形速率评价变形潜势强弱、围岩与支护体系适应性;(4)揭示了挤压性围岩隧道长、中、短锚杆的作用机理,提出了锚固体系施作时机,确定了合理的钢架的形式、预留变形量;(5)提出挤压性围岩二次衬砌施作时机可按2~4 mm/d控制;(6)本研究能够为挤压性围岩隧道的设计及变形治理提供参考。

基于原岩应力的关角隧道变形潜势研究

针对新关角隧道二郎洞断层束地段在高地应力条件下的围岩变形问题,基于原岩地应力测试的地应力场拓展结果及其它主要影响因素,文章提出了围岩变形潜势的概念及其等级划分的标准,通过样本统计并采用神经网络算法获得了关角隧道的变形潜势分布图。结果表明,关角隧道岭脊段、高和极高地应力段、宽大断层以及断层束地段具有Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级大变形潜势,仅有部分地段属于常规变形潜势,凸显出关角隧道在复杂的软弱地层条件和极高地应力状态共同条件下具有显著的大变形潜势。通过较准确地判定关角隧道各段的变形潜势,经修正、优化设计和施工措施后,大部分监测结果被控制在常规变形范围内,其余均被控制在Ⅰ级大变形范围内,效果较好。该研究成果为解决类似条件下的围岩大变形问题提供了一种准确、实用的预测与控制方法。

基于极限位移准则和变形预测的滑坡变形潜势分析

为准确掌握库区滑坡变形潜势,在变形监测成果统计基础上,首先利用极限位移准则开展滑坡现状变形潜势分析;然后以相关向量机为理论基础,通过优化处理保证其参数最优性,构建滑坡变形预测模型,并以预测结果开展滑坡变形潜势的发展趋势评价;最后结合两种分析结果,实现滑坡综合变形潜势分析。结果表明,不同监测点的现状变形潜势状态存在一定差异,由不利原则可知,现状变形潜势等级为Ⅳ级,潜势程度属严重状态;滑坡变形仍会进一步增加,变形潜势趋于不利方向发展。综合两种分析结果可知,滑坡变形潜势处于不利状态,后期失稳可能性较大,应加强灾害防治,避免成灾损失。

古滑坡活动诱发次级滑坡的稳定性评价及变形潜势分析

为合理评价滑坡稳定性及其变形潜势,利用层次分析法和德尔菲法构建滑坡稳定性评价体系,实现其稳定性评价;以相关向量机为理论基础,通过鸡群优化算法实现其模型参数优化,并利用马尔科夫链进行误差修正预测,以充分保证预测精度;最后,利用预测结果开展滑坡变形潜势分析,并结合稳定性评价结果,为滑坡灾害防治提供一定的理论指导.实例分析表明:滑坡整体稳定性评价得分为69.51分,属Ⅲ级稳定等级,即具基本稳定状态;同时,在变形预测过程中,通过数据去噪分解、递进优化处理、误差修正预测等,能有效提高预测精度,所得预测结果的平均相对误差小于2%,但外推预测显示,滑坡变形仍会进一步增加,变形潜势趋于不利方向发展.

挤压性围岩隧道修建关键技术综论

挤压性围岩隧道施工时变形量大、变形速率高、持续时间长,易发生变形侵限、拆换等现象,施工进度缓慢,安全风险极高。结合兰新铁路乌鞘岭、兰渝铁路木寨岭等挤压性围岩隧道修建经验,通过数理统计分析,提出了基于挤压性围岩判别标准、变形潜势分级、变形等级划分、荷载计算公式的变形分级设计与施工方法。

挤压性围岩隧道判识及设计方法研究

结合我国兰渝铁路、兰新铁路、成兰铁路等典型挤压性围岩铁路隧道的建设经验,系统性阐述了挤压性围岩的地质背景和构造特征,分析挤压性围岩形成的条件;探讨挤压性围岩的变形机理和变形特征;提出基于变形潜势的挤压性围岩变形等级划分标准,并研究掌子面上易操作的变形潜势判定方法,总结勘察、设计、施工阶段变形潜势划分依据;基于乌鞘岭隧道,兰渝铁路隧道等相关工程研究,提出挤压性围岩隧道设计新方法及变形控制技术。研究结果经过相关工程检验,结构长期稳定,措施安全可靠,可为类似工程提供参考。