超大断面隧道断层破碎带地区围岩受力变形监测分析

断层破碎带属于隧道地区典型的不良地带,其对隧道安全施工及运维影响重大。本文针对断层破碎带隧道围岩变形问题,以G45吉康高速公路晓沅隧道穿越断层破碎带工程为研究对象。通过采用现场监测手段,对隧道穿越F7c及F8c区域断层围岩变形以及支护受力进行分析。同时,对围岩位移、初支与二衬接触压力变化曲线分析,并将结果反馈到施工过程中。研究结论可为类似工程地质条件下超大断面隧道设计与施工提供借鉴与参考。

地下工程勘察与围岩稳定性评价分析

目前建筑市场较为普遍的现象是总包单位擅长主体结构的施工组织管理,而将桩基、土方、基坑等专业性强的项目分包给专业队伍,往往出现总包单位考虑主体结构的成分过多,而忽视分包工程的专业特点及要求,顾此失彼;反之,专业分包队伍过分强调自身的施工需要而忽视整体的协调推进。虽有总包的领导及协调,但内耗难免,工序衔接粗糙生硬,或问题暴露后,方仓促应对,缺乏前瞻性或系统性筹划,无疑造成工期耽搁或成本增大,甚至直接导致较大质量、安全事故。如何解决这些问题,单靠强调某一方主体的责任心、专业能力、配合意识是不够的,而是要将地下工程任务要求、施工条件、各方主体、各工种工序等要素纳入到系统中来,统一筹划、综合布局、协调推进,即按系统工程方法处理地下工程,方能达到系统最优。基于此,本篇文章对地下工程勘察与围岩稳定性分析评价进行研究,以供参考。

大型机械施工时隧道围岩稳定性分析

为进一步提高隧道施工的效率,大型机械配套设备全断面施工的方式也不断发展,而针对大断面一次性开挖过程中的隧道围岩稳定性进行分析就显得至关重要。文章依托某大型机械一次性全断面开挖隧道工程,选用FLAC 3D软件对其稳定性进行分析,并根据实际工况进行开挖施工仿真计算分析。通过将计算结果与现场监测结果进行对比,得到如下结论:(1)该隧道未支护时的安全系数为2.02,简单初支后的安全系数为2.55,增大了26.24%,稳定性得到了大幅的提升;(2)隧道开挖数值仿真计算中,各特征点位监测值结果均符合规范要求,较现场监测结果略小;(3)根据大型机械施工时现场监测结果可知,各监测值变化规律基本一致,其最终值均在设计强度和规范要求范围内,围岩整体稳定性良好。

隧道及地下工程围岩的屈服接近度分析

根据围岩中接近屈服面区域的安全程度的差异,对非塑性区的危险程度进行定量研究具有重要的理论意义和工程应用价值。通过分析Mohr-Coulomb准则以及其他屈服准则在主应力空间中非屈服应力点和屈服面的关系,在经典塑性理论框架内定义了屈服接近度指标,并建立了相应于各种不同类型的屈服准则的屈服接近度求解函数。通过对一受单断层影响的城门洞形隧道算例的分析,表明破坏接近度的定义是合理的,这一分析方法可以使得工程师以定量的概念来把握和判断围岩中不同区域的危险性程度,便于相互比较和相似工程间的比较,对于分析隧道及地下工程围岩破坏区的演化及安全度评价具有重要的实用价值。

大岗山地下厂房洞室群围岩力学参数的动态反演与开挖稳定性分析研究

岩体力学参数是影响地下工程围岩稳定的重要因素,随着地下洞室开挖进度的发展,岩体力学参数将产生明显变化。为实时反映开挖过程中围岩的力学参数变化,建立正交试验设计效应优化位移反分析法,应用该方法对大岗山水电站地下厂房洞群分步开挖过程中围岩的力学参数进行实时动态反演。利用动态反演的力学参数对各开挖层围岩进行稳定性分析,揭示出洞群开挖过程中围岩位移场、应力场和塑性区的变化规律,反演计算位移值与实测位移值吻合较好。根据分步开挖计算结果,提出地下厂房洞室群的加固处理建议,并及时反馈给设计单位,实时指导和优化工程的设计与施工。

地铁隧道围岩稳定性分析及环境影响控制技术

对广州地铁三号线汉溪站–光明路站–番禺广场站3个典型断面的盾构隧道围岩稳定性进行了二维s模拟计算,分析了盾构施工对周围环境的主要影响因素,并采取了处理措施。数值模拟结果显示,围岩最大变形不超过8 mm,地表最大沉降量在1 mm左右,说明采用盾构施工隧道围岩支护体系是稳定的,通过在盾构实际施工过程中实施适时监控量测-反馈-处理措施的技术手段,可使其对周围环境的影响控制在最小范围。

隧道稳定性分析与设计方法讲座之二:隧道围岩稳定性分析及其判据

作为一个讲座对以往研究成果作一综述。分析隧道围岩稳定性的3种判据,提出有严格力学依据的稳定安全系数作为围岩稳定分析的定量判据。指出围岩有剪切安全系数与拉裂安全系数,并建议采用强度储备安全系数作为围岩稳定安全系数。建立土体隧道稳定分析的新理念和新方法,计算中考虑了围岩的荷载释放,初期支护作为弹塑性材料加固围岩,并应具有一定安全系数,以确保施工安全。二次衬砌作为弹性结构,围岩、初期支护与二次衬砌共同作用确保运行安全。对岩石围岩分级提出初步建议,并以无衬砌围岩安全系数作为各级围岩自稳能力的定量判据,由此反推出各级围岩的力学强度参数,改善了参数的合理性。

高地应力软岩隧道围岩特性分析及施工方案探讨--兰新复线兰武段乌鞘岭隧道F7断层分析与探讨

兰新复线兰武段乌鞘岭隧道F7断层,为高地应力软岩断层带,施工中采用新奥法施工,最终发生大变形,初期支护大范围侵入净空并被破坏,其破坏范围之广勘称国内隧道施工之最.文章通过对F7断层围岩特性分析,探讨喷锚与混凝土护拱联合支护施工方案的可行性.

基于ANSYS的灰色关联分析模型的围岩稳定性分析

以谷城至竹溪高速公路珠藏洞隧道为工程依托,通过正交试验设计方案,选用ANSYS软件对隧道开挖过程进行仿真模拟,建立了不同围岩力学参数下的围岩最终变形量灰色关联分析模型,以确定影响围岩稳定性的主次因素。结果表明,围岩内摩擦角φ是影响隧道ZK62+010～ZK62+160段开挖后围岩稳定性的主要因素,围岩粘聚力c和围岩变形模量E为次要因素。

层次分析法确定影响地下洞室围岩稳定性各因素的权值

在研究大型地下洞室围岩稳定性时,综合考虑了围岩强度和刚度、洞室高度和埋深、水平向地应力及其相互间距等影响因素,采用FLAC3D软件进行了16个工况的数值模拟计算,建立了影响地下洞室稳定性的层次分析法模型,对影响稳定性的各个指标因素进行判断矩阵的构造、特征向量的求解以及一致性的检验。这种分析方法可以从总体上对各因素进行排序,为将来预测地下洞室围岩稳定性提供必要的依据。

隧洞围岩稳定性评价的Bayes判别分析法及应用

提出了隧洞围岩稳定性评价的Bayes判别分析法。通过介绍Bayes判别分析法的理论,并考虑影响隧洞围岩稳定性的因素,建立具体的Bayes判别分析模型进行判别。以隧道工程中的大量实测资料作为学习样本进行训练,并利用回代确认估计法对训练后的模型进行检验,最后将该模型对隧洞的围岩情况进行预测。研究结果表明,经过训练后的Bayes判别分析模型误判率很低,判别准确率很高,可以在实际工程中应用。

地下工程围岩稳定性分析方法及失稳判据评述与展望

回顾了地下工程围岩稳定性研究的历史,总结了地下工程围岩稳定性分析的方法和围岩失稳的评判准则,并对其存在问题和发展趋势作了分析评述。

地下工程围岩稳定性分析方法存在的问题与思考

通过对地下工程围岩稳定性分析的历史回顾及在工程实践中存在问题的分析 ,阐述在地下工程围岩稳定性分析中应避免追求精确的计算 ,提倡探索新的研究思想与研究方法。

索风营水电站大型地下洞室群围岩稳定分析

本文依托索风营水电站工程大型地下洞室群结构,研究复杂软弱岩体的强度准则和物理力学参数的关系,以及围岩加固机理等关键技术问题,以解决大型地下洞室群结构在设计、施工和运行中的各种问题,加速地下洞室群施工速度,简化施工工艺,节省工程投资,确保工程安全。

隧道围岩体塌方的突变分析

通过探讨隧道围岩体发生塌方失稳破坏的机理,建立了隧道发生塌方失稳的突变模型,该模型可较好地解释隧道穿越软弱围岩时拱顶常发生大范围塌方的现象,具有较好的实用性。根据所建立的突变模型,从刚度比、水致弱化系数比、几何-力学参数等参数进行了隧道围岩稳定性的突变分析,分析结果表明,水致弱化函数、几何参数、刚度比对软弱围岩体稳定性有很大的影响,分叉集上的点是系统产生失稳的点,系统受外界环境和内部性质改变时,则系统将跨越分叉集,产生突变失稳。

基于UDEC的高度节理化隧洞围岩稳定性分析

以新疆某导流隧洞工程为背景,针对主次节理高度发育、围岩破碎呈散粒状的特点,设计人员提出施加20 cm的混凝土衬砌以满足围岩稳定性要求,为验证设计方案的合理性,提出应用二维离散元软件UDEC进行数值模拟分析。分析表明UDEC离散元软件能够直观反映围岩质量较差区域施加衬砌前后隧洞围岩沉降情况和塑性区变化范围,同时根据施加衬砌后围岩变形量能够收敛于某一值衡量衬砌厚度的合理性。

水工隧洞圆形洞口开挖形式的围岩稳定性分析研究

水工隧洞圆形进水口方案有全断面开挖和上下半洞台阶开挖步序,根据实际工程概况、地质条件利用有限元软件建立圆形进水口段的三维非线性分析模型,对比同一支护条件下圆形进水口方案全断面开挖和上下半台阶开挖步序的分析结果,分析两种不同开挖步序下该段放空洞围岩稳定性状。得出圆形方案的最优开挖步序。

沿空切顶巷道围岩结构稳态分析及恒压让位协调控制

基于无煤柱切顶成巷力学机理,分析了沿空切顶巷道围岩结构演化过程和力学作用机制,建立了工作面超前区、成巷段动压区和成巷段稳压区的全过程力学模型。根据不同分区动压显现特征,提出进行空间补偿,构建自成巷围岩稳态体系的巷道控制思路。从技术工艺优化和支护结构改造两方面着手,以空区碎胀矸体为稳态承载体,以恒阻变形主动支护结构、滑移让位挡矸支护结构和恒压可缩临时支护设备为巷内让压支护体,将应力集中部位转移至采空区,实现让压过程中可控让位。以厚煤层工作面无煤柱自成巷开采为工程背景,提出了稳定性成巷控制方案。结果表明,人为构建巷道围岩稳态体系是实现厚煤层切顶成巷围岩协调控制的有效途径之一。留巷前期以顶板压力上升为主,留巷后期以恒压让位为主。配套支护结构的力学特性满足护巷要求,不仅设备损坏率低且巷道变形人为可控,所留巷道各项指标满足下一工作面使用要求。

岩滩水电站扩建工程地下厂房围岩三维稳定分析

采用三维有限差分法对岩滩水电站扩建工程地下厂房开挖后的围岩稳定性进行分析,得到了开挖后的围岩位移、应力和塑性区分布规律。计算结果表明,地下厂房结构设计合理,围岩变形不大,应力状态良好,地下厂房岩体整体是稳定的。

赤平投影在围岩稳定性分析中的应用

基于赤平投影和实体比例投影在地下厂房围岩稳定性分析中的方法和步骤,利用赤平投影和实体比例投影的方法,通过图解分析和块体平衡的计算方法对天荒坪抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩进行了稳定性分析,并提出了简单的处理意见。围岩稳定性分析和计算结果表明:(1)对洞顶进行了图解和计算分析,计算得洞顶选取的单滑面斜四面锥体的安全系数为O.87,表明可能存在稳定性差的楔形体,局部有危石或掉块,采用锚杆及喷混凝土处理。(2)洞壁选取的单滑面正四面锥体(右)和双滑面正四面锥体(左),其安全系数分别为1.17和1.27,表明可能存在滑动,可采用喷锚支护,局部加钢筋网处理。