泥-砂岩混合地层隧道施工围岩稳定性数值模拟分析

为了研究富含孔隙水的泥-砂岩复杂地层隧道围岩稳定性,以青岛8号线泥-砂岩混合地层富水暗挖隧道为例,模拟了3种不同孔隙水情况下的围岩变形及应力演化规律,获得了隧道竖直位移(顶板下沉量)、水平位移(边墙移近量)、竖直应力、水平应力以及剪切应力的最大值。并将3种不同孔隙水情况下的数值模拟结果应用到青岛8号线隧道施工中,通过现场监测发现隧道顶板及边墙围岩变形均控制在安全范围内,该数值模拟结果在青岛8号线施工中具有较好的参考作用。

基于位移反演的中老铁路泥砂岩互层隧道支护时机研究

为探究大断面泥砂岩互层隧道合理的支护时机,依托中老铁路会排山隧道,开展大断面泥砂岩互层隧道支护时机以及全位移反演研究。首先,通过三轴压缩试验对现场岩块的工程特性进行研究,并采用Hoek-Brown强度准则进行修正得到岩体力学参数;然后,对全位移进行推导求解,结合现场监测数据得到全位移与实测位移的关系式;最后,通过数值模拟得到拱顶沉降与塑性区半径的关系,找出特征点确定初期支护以及加强支护的时机,并根据实测位移与全位移的关系式得到基于现场监测数据的最佳支护时机。研究结果表明:1)泥砂岩互层围岩条件差,力学指标参数较单一围岩降低了1/2左右;2)实测位移为全位移的60%~70%,得到了实测位移与全位移的关系式;3)隧道需要随挖随支,当现场监测拱顶沉降达到170 mm且无收敛趋势时或现场监测变形速率异常时,应采取加强支护措施。

泥、砂岩交互地层综放开采覆岩破坏高度的确定

为了确定泥、砂岩交互地层综放开采覆岩破坏高度,以余吾煤业N1102综放面为例,运用多种方法研究该工作面回采过程中覆岩破坏情况。结果表明:运用关键层理论结合软、硬岩破断的力学分析法所确定的覆岩破坏最大高度为61.04 m,并指出覆岩破坏发育主要受各关键层控制,当其临界高度(岩层下部自由空间为0)位于相邻关键层之间,具体破坏高度受控于相邻关键层之间覆岩岩性和岩层下部自由空间。应用钻孔电视图像技术和数值模拟法所确定的覆岩破坏高度为50~63 m,并得出软、硬岩采动裂隙的发育特征,验证了理论分析结果的准确性,表明此理论分析方法可用于确定同类条件下的覆岩破坏高度。