考虑边坡开挖中地应力释放的改进Sarma法

边坡的开挖通常伴随着原始地应力的释放,对高地应力区的人工开挖边坡而言,地应力的释放强度高、速度快,对边坡稳定性的影响往往是不利的。但是目前用于分析岩质边坡稳定性的Sarma法却没有很好地考虑岩质边坡开挖过程中地应力释放对边坡稳定性的影响,这是偏于不安全的。在传统的Sarma法的基础上,引入了地应力释放荷载,对Sarma法进行了改进,考虑了边坡开挖过程中地应力释放对边坡稳定性的影响,并用算例进行了说明。该改进的Sarma法能够较好地应用于高地应力地区人工开挖岩质边坡的稳定性分析。

地应力释放率对盾构隧道管片内力影响的模拟分析

考虑盾构隧道施工中产生的地应力释放,采用有限元法模拟了不同地质条件下的盾构隧道管片的内力分布。将有限元模拟的盾构隧道施工引起的地表沉降值与现场观测值的对比,确定了某地铁隧道施工引起的地应力释放率。有限元模拟分析结果表明,地表的最大沉降近似与地应力释放率成正比,并建立了两者之间的映射关系。研究表明,与不考虑地应力释放率相对比,实际的管片最大弯矩、最大轴力和最大剪力分别下降了48%,62%和49%。考虑盾构施工引起地应力释放所得到的管片内力会更加接近实际的情况。

地应力释放对隧道围岩稳定性影响的研究

新奥法的基本原理要求"隧道围岩支护过程中,一方面允许围岩有一定程度的变形使其产生受力环区;另一方面,又必须限制围岩的位移量以避免围岩变形过大而产生严重的松弛卸载".结合正在施工的某隧道工程,采用数值方法对其开展在不同地应力释放下围岩稳定性影响的研究.结果表明:地应力释放越大,锚杆承担的荷载越小,围岩的塑性区发展范围越大.因此,在隧道开挖施工过程中,合理地控制围岩应力释放比例,可以有效地改善围岩的应力状态以及塑性区的发展范围.所得结果对深埋隧道围岩稳定性分析、确定合理的支护时机与支护措施以及制定合理的开挖方案具有一定的指导意义.

地应力释放系数对超大跨径小近距隧道施工影响研究

福州机场二期工程的魁歧隧道受到特殊的地质和地形条件限制,采用小近距设计,研究和探讨隧道开挖时地应力释放系数对小近距的影响具有极其重要的意义。通过隧道施工过程数值模拟计算确定地应力瞬间释放系数与小近距隧道时围岩应力、位移变形、围岩塑性变形、支护内力及中间岩应力的变化的关系。围岩应力、位移变形、围岩塑性变形和中间岩应力随着地应力释放系数的增大而增大,支护内力则随着地应力释放系数的增大而减小。

基于应力释放的盾构隧道开挖地表沉降分析

以沈阳地铁1号线隧道为例,利用有限元方法研究盾构施工引起的横向地表沉降问题。引入地层损失和地应力释放的概念,分别在不同地层损失率、不同地应力释放率条件下,建立有限元模型进行计算。根据实际施工时监测到的地表沉降值与有限元模拟的地表沉降值进行比较,发现地表沉降值与地层损失率和地应力释放率成正比,并通过最大地表沉降值的对比确定了该路段施工引起的地层损失率为1.747%,引起的地应力释放率为74.071%。利用同样的方法,确定了10座城市隧道开挖过程中引起的地层损失率区间为0.5%~2%、地应力释放率区间为60%~80%,并将地层损失率为1.747%和地应力释放率为74.071%时的衬砌混凝土管片处的最大弯矩与无地层损失、无地应力释放率模型管片处的最大弯矩值进行对比,可以发现最大弯矩值有明显的减小,分别减小了76.16%和71.82%。且2种方法得到的弯矩值非常接近,可以认为地层损失率模型和地应力释放率模型是等效的。

基于应力释放的盾构施工横向地表沉降分析

盾构施工作为一种掘进速度快、机械化程度高、安全性好的城市隧道施工方法,随着城市规模的扩大已经广泛地应用到各种隧道建设中。本文以广东省肇庆市某隧道施工为例,利用有限元方法来研究隧道掘进过程中引起的横向地表沉降问题。通过分析得知地表沉降值与地层损失率(或者说地表沉降值与地应力释放率)成正比。

木寨岭隧道软弱围岩施工技术研究

木寨岭铁路隧道穿越软弱围岩高地应力区,施工中产生强烈变形和严重破坏。变形突发性强,水平变形快,持续时间长,初期支护喷射混凝土开裂严重,部分支护钢架折断,局部边墙挤出侵线,甚至二次衬砌开裂掉块。从岩性条件、地应力、支护刚度、时间因素方面分析了该隧道大变形的原因,按水平收敛值,结合变形特征对大变形等级进行了划分,通过应力释放技术研究,采用预留变形量+三台阶法开挖将高地应力转移,放抗结合,先释放应力,再强支护,及时施作仰拱,隧道支护体系就成为闭合的受力结构,与围岩共同形成受力体系,适时构筑二次衬砌,采取应力释放对解决大变形十分必要。

坝基岩体错位的发现与分析

由寒武系坚硬白云岩组成的汾河二库坝基开挖后，岩体沿顺层开裂面发生错位，错位波及几乎整个坝基，错距达 １～７ ｃｍ 。本文对坝基岩体错位进行了分析研究。

Coal damage mechanism in the developing process of coal and gas outburst

Based on the damage analysis of elliptical aperture,the mechanism of coal damagein the developing process of coal and gas outburst was researched.The results show thatthe damage to coal by gas is mainly caused by the concentrated tensile stress appearing nearthe endpoint of the pores.Fractures in coal,gas pressure,ground stress and the tensilestrength of the coal matrix are the major controlling factors of this kind of damage.When theground stress releases abruptly and the gas pressure is high,tensile failure will occur aroundthe endpoint of the small pores due to gas pressure,and the coal may be broken up like powder;this is called pulverization.Otherwise,when the gas pressure is low,the tensile stress canonly occur around the endpoint of the large pores and fractures due to gas pressure,the fracturesin coal extend and link together,the fracture extension direction is statistically perpendicularto the direction of the minor principal stress.This kind of damage is shown as the stratifiedspall around the outburst hole.

溪洛渡水电站左岸地下厂房岩体错位分析

由二叠系坚硬玄武岩组成的溪洛渡左岸地下厂房开挖后,上游岩锚梁下部岩体沿层内错动带向临空面方向发生错位,错距2～10cm,通过厂房岩体错位的分析研究,认为岩体错位是厂房下挖后应力释放的结果。

河南地裂缝发生发展及其防治初探

河南省地裂缝分布广泛，遍布４３个县（市）１２８处。主要形成于１９７０～１９９１年间。文章概述了全省地裂缝时空分布，分析了地震、构造、地层岩性、人类活动等因素对地裂缝形成的影响，探讨了地裂缝成因、活动周期、预测、防治等问题。认为全省地裂缝主要是人类采矿活动和构造活动两大因素引起的。构造活动引起的地裂缝主要是地应力释放的结果。与太阳黑子１１年活动周期一致，而且发生在谷年附近。地裂缝危害主要发生在显示阶段，气象干旱强烈蒸发以及阵雨、暴雨引起地面积水汹涌流入地下是地裂缝显示的两个条件。故控制这些显示条件。

小孤山水电站地下厂房洞室围岩稳定分析

文章以小孤山水电站工程地下厂房洞室围岩为对象,运用三维弹塑性有限元分析方法,对该工程地下洞室群进行整体计算,得出开挖过程中和开挖结束后洞室围岩的应力、变形情况,对小孤山地下厂房洞室群围岩稳定性进行综合评价。