隐伏溶洞对隧道开挖稳定性影响研究

研究隐伏溶洞对隧道开挖稳定性的影响,对于提高隧道工程的安全性和可行性具有重要意义。以呼北高速金岩隧道为工程背景,采用Midas GTS NX软件建立隧道三维有限元模型,研究了不同溶洞位置、不同溶洞大小和不同溶洞与隧道间距下隧道围岩塑性区发展以及隧道衬砌结构变形受力规律。研究结果表明:位于隧道侧面的溶洞对隧道开挖稳定性影响最为明显,围岩塑性区分布最广,其次为位于隧道底部的溶洞,最后为位于隧道顶部的溶洞;溶洞与隧道间距越小,对隧道开挖稳定性影响越大,当距离足够近时塑性区的发展会贯通隧道与溶洞之间的中岩柱;地表V形影响区随着溶洞直径的增大而增加,也随着溶洞与隧道间距的增大而增加;中岩柱的破坏是由隧道侧面的围岩和溶洞侧面岩体同时向中间产生塑性发展而产生的。相关结论可为岩溶发育区山岭隧道安全施工提供参考。

基于多频钻孔声呐的溶洞探测方法研究

地下溶洞的形态及大小特征对该区域地质结构的稳定性计算和评价具有重要意义,而目前所使用的钻孔声呐法通用性低,很难同时满足探测精度和探测广度的需求。为此,在传统钻孔声呐法的基础上,提出了一种基于多频钻孔声呐的溶洞探测方法。该方法在考虑了不同频率对实际探测对象贡献大小的基础上,合成了多种频率的探测数据,有效解决了探测尺度和探测精度之间对立的问题。首先,推导了探测系统的最佳频率表达式,为优先和更大程度上体现不同频率对探测结果分析的影响提供基本参数,并构建了频率影响因子参数来描述固有频率与最佳频率之间的偏离程度;然后,在叠加了频率影响因子的基础上,综合合成了多种探测频率的探测数据,采用改进的频谱测距法完成了探测对象的精确测定;最后,在附加深度以及方位信息之后,实现了溶洞腔体形态的立体重建;并将该方法应用到了实际工程中,验证了方法的可行性和准确性。

岩溶地区管波解译溶洞精确尺度的探讨

利用管波探测法解译溶洞的发育情况是新兴的地球物理勘查方法,详细介绍了管波探测法的原理和外业施工流程,并结合广州北站安置区项目工程实践,对管波探测法在岩溶勘察中精确尺度问题进行了深入探讨。通过与钻探和实际施工对比,发现管波对于溶洞大小和顶底板位置的解译精确尺度与实际情况偏差较大;同时说明管波能够解译的溶洞精确尺寸目前来看在0.5~1.5 m范围内。

溶洞形态对隧道围岩稳定性影响研究进展

随着我国交通运输业的快速发展和科学技术的日益革新,隧道方案如今在全国范围内得到广泛应用,大量隧道穿越岩溶地区,岩溶隧道在我国西南地区十分常见,极易发生突水突泥灾害。在系统收集整理了国内外关于岩溶隧道的资料与文献后,分析了溶洞位置、形状对隧道围岩应力、变形和位移的影响,讨论了溶洞间距对开挖段围岩的影响,分析了含不同类型充填物岩溶的失稳特性。总结得出,溶洞分布位置的不同对隧道围岩的主应力及塑性区影响较大,溶洞的大小和与隧道间的间距对围岩的竖向沉降影响较大,而充填物中黏土含量越高,岩溶管道发生破坏所需的水力梯度也就越大。同时,分析了目前修建岩溶隧道的不足之处,如在数值模拟研究过程中,没有考虑围岩工程性质和结构变化的影响,在今后的研究中应更加符合实际的工程情况来开展,并对未来的发展方向进行猜想与规划,对今后在岩溶地区施工遇到同类情况起到参考借鉴作用,以降低隧道开挖及后期运营过程中的安全风险。