三心圆拱断面隧道围岩黏弹性位移解及应用

基于弹性力学的复变函数方法和弹性粘弹性对应原理,将物理平面(z平面)上三心圆拱断面隧道围岩区域映射到计算平面(ζ平面)上单位圆外域,并用2个应力函数表示围岩的应力、位移及其对应边界条件。考虑临近开挖面的空间影响效应,将其以应力释放率表示,运用幂级数解法、Laplace变换等手段给出了三心圆拱断面隧道围岩的粘弹性位移解析解,并与数值解对比验证了理论解的正确性。将该方法应用于杨林隧道,分析了围岩粘弹性变形规律,揭示了隧道开挖面推进速度、空间影响效应、侧压力系数对隧道围岩粘弹性位移的影响规律,对类似断面隧道围岩粘弹性变形分析具有普遍应用价值。

巷道围岩初始应力场和弹性模量的区间反演方法

从有限元数值计算的角度对岩土工程参数的可辨识性进行了分析。在可辨识性分析的基础上,考虑观测数据的不确定性,建立了在联合采用围岩位移和应力观测数据的同时,识别地应力和围岩弹性模量的反演模型。并采用约束变尺度方法求解该反演模型,获得地应力和弹性模量所在区间范围。

可用于确定水平地应力分量和围岩弹性模量的TBA位移反分析法

地应力、围岩弹性模量等参数的测定是岩石力学和工程地质学的重要研究课题之一。虽然已有许多有效的测定方法,但并非都能满足工程设计的要求。因此,一种有别于传统地应力量测方法的 TBA 位移反分析法被提出,并对相应的基本原理和方法进行讨论。为说明 TBA 法的实用性,给出了在“引大入秦”和三峡船闸边坡等工程中的应用实例。

构皮滩枢纽软岩围岩粘弹性位移反分析研究

利用粘弹性有限元位移反分析方法对洞室围岩粘弹性变形参数及地应力条件进行了分析，并与岩体现场变形试验及地应力测量结果进行了比较。在位移反分析计算模型中，根据洞室围岩位移观测的实际情况，分别考虑了仪器埋设断面测点的设置时间和开挖工作面推进过程中的影响。通过围岩变形观测资料，对位移反分析所涉及的某些问题进行了讨论。

考虑粘滞系数时间效应的圆形巷道围岩径向位移计算方法研究

文章基于西原模型,利用对应原理,建立非对称性荷载条件下的围岩径向粘弹性位移解析表达式,同时参考相关文献关于西原模型的蠕变参数的时间关系,进一步获得了考虑西原模型蠕变参数时间效应的围岩径向位移的粘弹性解。通过算例对比计算表明:考虑西原模型蠕变参数时间效应关系时,其最大径向位移值要大于不考虑蠕变参数时间效应的情况,说明模型分析的围岩达到稳定状态的时间要比不考虑时间效应的情况长。通过实际工程案例的监测结果和理论计算结果对比,发现二者随时间的变化趋势是一致的,实际的位移变化要比理论计算结果大,二者的误差在18%~26%。

直墙拱形隧道围岩粘弹性位移解析解

直墙拱形隧道围岩粘弹性位移解析解薛琳（青岛建筑工程学院，２６６０３３）１引言近期，围岩粘弹性位移理论分析，在连续介质力学基础上，以新概念和新方法推导出符合五种粘弹性力学模型（Ｍａｘｗｅｌ模型，Ｋｅｌｖｉｎ模型，ＫｅｌｖｉｎＶｏｉｇｔ模型，Ｐｏｙｎ...

圆形洞室四层层状围岩位移弹性分析

以圆形洞室四层层状岩石围岩为研究对象,建立了弹性分析模型,推导了围岩应力区内的位移解。根据弹性力学中的平面应变理论,不考虑围岩的塑性变形,利用已知的应力方程、物理方程、几何方程,通过逐步分层而得到位移解。

基于广义kelvin模型的围岩粘弹性位移分析

假设围岩的流变性符合广义Kelvin粘弹性模型。已知轴对称圆形巷道围岩应力场和位移场的弹性理论解,利用准静态粘弹性-弹性理论之间的对应性原理分析了轴对称圆巷的粘弹性模型,从而得出了该模型的位移粘弹性解,并将该理论解应用到工程中,通过理论位移和实测位移的比较,发现该模型能很好地反映围岩的蠕变性质。

金山店铁矿粉矿围岩变形粘弹性有限元位移反分析

根据金山店铁矿粉矿围岩所具有的瞬时加载时弹性变形和随时间变化蠕变变形趋向收敛的特性,参照现场监测得到的位移-时间曲线,选择Poyting-Thomson本构模型,应用有限元位移分析,得到包含粘弹性参数的综合弹性模量Ev′(tj,j),考虑开挖步骤对围岩变形的影响,对综合弹性模量进行回归分离出弹性模量E1,E2,粘性系数η,将这些参数应用到类似粉矿巷道的变形预测中,可以预测该围岩不同时刻的变形量和变形稳定时间。

隧道围岩流变参数的粘弹性位移反演与验证

将解析反演和数值反演相结合,对试验毛洞的断面形状和所处应力场做出适当的简化,利用对应性原理求解出洞室位移的Kelvin粘弹性解,并以此去拟合试验洞不同位置处的实测位移而得到多组流变参数;分别将其作为FLAC3D数值模型蠕变模式的输入参数,得出各自对应的实际断面形状和实际应力场条件下试验洞的蠕变位移数值解。然后,利用BP神经网络,对各组流变参数和其对应的试验洞同一位置处的蠕变位移数值解进行训练,建立起两者之间的非线性关系;利用训练好的网络,依据实测蠕变位移值得出了围岩流变参数;最后,利用隧道实测位移数据对反演的流变参数进行了数值正分析验证。

考虑岩体自重时圆形洞室围岩应力和位移的弹性力学和边界元计算

本文对圆形洞室受到自重作用时，围岩内的应力和位移进行了弹性力学和边界元分析。由算例所得结果说明两种方法相当一致。这为边界元解有较高精度这一结论提供了佐证。

初期支护对软岩隧道围岩稳定性和位移影响分析

软弱岩体隧道开挖后,围岩变形具有异常显著的流变性。基于Poyting-Thomoson模型,对隧道围岩位移进行了粘弹性解析分析,根据所得出的解析解,结合渝(重庆)沙(长沙)高速公路石龙隧道位移监控量测实践,对初期支护后隧道围岩变形特征量进行了分析对比,结果表明,理论曲线能较好地反映围岩实际位移变化特征。最后通过将支护前后围岩受力状态与单轴和三轴应力状态岩石蠕变进行类比,得知初期支护在一定程度上减小了围岩的最终变形量,可以有效地抑制隧道围岩的变形速率。其结果为确定合理的二次支护时机提供了理论依据,对同类隧道的施工支护具有很好的指导意义和较高的参考价值。

某电站模型洞围岩位移反分析及预测研究

张河湾抽水蓄能电站位于河北省井陉县测鱼镇甘陶河干流上。电站安装4台单级混流可逆式水泵水轮机组,总装机容量为1000 MW。地下厂房开挖尺寸(长×宽×高)为151.1 m×23.4 m×48.3 m。为进一步研究地下厂房围岩稳定性和优化设计参数,在地下厂房近旁进行了模型洞围岩观测试验研究,依据模型洞围岩收敛位移、钻孔多点位移、锚杆应力观测结果,进行了反分析,计算结果:水平应力2.52～2.88 MPa,应力比值0.7～0.8,弹性模量26.0 GPa。依据反分析的围岩初始地应力及变形参数,对主厂房及主变室围岩位移及应力分布进行了预测,结果表明,围岩变形均较小,且与地下厂房围岩位移实测值一致性较好。

预埋式多点位移计现场确定围岩松动圈的方法研究

根据沪蓉西高速公路龙潭隧道中预埋式多点位移计的现场监测工作实践,提出了多点位移计确定围岩松动圈的现场量测及判别方法,并对开挖后的隧道围岩变形进行了有限元数值模拟。实践证明,根据围岩内变形量与时间的变化关系并结合累积变形量随径向位移的变化规律及测点径向埋设位置,是确定围岩松动圈范围的有效方法。

岩体剪胀对巷道围岩塑性区位移的影响分析

为研究巷道围岩塑性区的力学性质,考虑岩体剪胀特性及巷道塑性区的弹性变形,采用H-B准则和非关联的流动准则对圆形巷道进行理论分析,通过在弹塑性交界处的应力连续条件,得到了塑性区半径和位移的H-B新解;结合算例分析了剪胀特性对围岩塑性区位移的影响,并与M-C准则解作对比。分析结果表明:岩体剪胀系数越小,M-C与H-B准则计算出的塑性区位移吻合度越好;随着剪胀系数的增大,吻合度下降,围岩塑性区的位移也会增大,在弹塑性交界处,文中H-B准则解在不同剪胀系数条件下塑性区位移相等,而M-C准则解不等,理论上证明了本文解的准确性。

考虑围岩弹性模量劣化隧道稳定性分析方法探讨

文章采用从围岩变形角度定义的隧道安全系数,并通过增大围岩实际位移(因隧道开挖)至极限位移(围岩处于临界破坏状态)来定量评价隧道稳定性。首先基于无衬砌圆形隧道的弹塑性理论分析,推导出了通过考虑围岩弹性模量劣化来实现增大实际位移的参数折减法原理,并以极限位移作为隧道失稳破坏判据计算隧道安全系数;然后应用有限元参数折减法探讨了不同埋深和洞径下无衬砌圆形隧道处于多种围岩级别的稳定性程度。研究表明,参数折减法的可行性和适用性在I^IV级围岩中得到了较好的验证,而在V级围岩中存在一定偏差。

圆形隧道围岩蠕变柔量的确定及粘弹性力学模型的识别

本文给出了圆形隧道围岩径向位移与岩体蠕变柔量的线性关系,并用位移分析法确定了岩体的蠕变柔量,根据所得到的蠕变柔量值由解析法识别了岩体的力学模型并反演了其力学参数。

隧道开挖围岩变形监测与初始地应力场反分析

隧道施工的安全预警问题,备受工程界关注。在湖北省谷(城)竹(溪)高速公路珠藏洞隧道施工过程中,基于现场监测数据的指数函数回归模型,采用位移反分析法对隧道工程区域的岩体地应力场进行了反分析。根据反分析成果对隧道施工进行了模拟,确定了工程区地应力场的分布特征。其分析成果与周边隧道的应力测试结果吻合较好,为工程的安全施工、监测断面的布置、围岩稳定性评价、二次衬砌施作时间的确定提供了依据。

硬质围岩铁路隧道初始地应力数值反演分析

在宝(鸡)-兰(州)复线东巨寺沟硬岩铁路隧道拱顶位移和位移收敛测试数据的基础上,采用有限元法对该隧道围岩的构造应力进行数值反演,利用地应力反演结果对隧道围岩稳定性进行了分析和评价.采用反演的地应力分析结果表明,拱顶下沉、水平位移收敛值与实测值接近,支护结构围岩处于稳定状态.

中部城市引松供水工程总干线围岩弹性抗力系数试验及参数选取

结合吉林省中部城市引松供水工程实例,采用现场液压枕径向加压法试验,得出在不同压力下岩体的力学参数,采用不同岩体单位抗力系数公式计算出岩体抗力系数,经过对比得出合理的围岩弹性抗力系数。根据现有室内外岩石力学试验成果资料、经验公式计算结果及相关规范参考值进行分析和整理,选取合理的围岩弹性抗力系数,对衬砌结构进行了优化计算,满足围岩稳定和衬砌结构的安全要求。