深埋地下洞室柱状节理围岩变形特征分析

【目的】金沙江白鹤滩水电站输水系统中的尾水调压室规模巨大,洞室埋深大,穹顶柱状节理玄武岩发育,地质条件复杂,为了降低围岩变形破坏的风险,保证工程安全,节约生产成本,需对深埋地下洞室柱状节理围岩变形特征进行分析。【方法】依托右岸深埋地下洞室8#尾水调压室,结合现场工程地质资料及施工过程,运用非连续介质力学的数值计算方法,得出无支护条件下穹顶在柱状节理岩体及完整岩体两种情况下围岩的应力应变分布,继而分析评价两种情况下围岩可能出现的变形特征。【结果】结果表明,柱状节理的发育使穹顶开挖面附近浅层围岩强度降低、应力集中区与开挖面的距离增大,围岩塑性区深度显著增大;受初始最大主应力方向及柱状节理各向异性影响,穹顶S侧翼围岩变形值及N/S两侧翼变形值的差异均有所增大,层间错动带C5在N侧法向应力有所减弱,在S侧的松弛变形有所增大。【结论】分析方法及结果符合地下工程设计施工的一般规律,为围岩稳定、设计方案和支护安全评价提供了有力支撑,具有可靠的工程指导价值。

开挖条件下节理围岩锚固效应的模型试验研

介绍了节理岩体中开挖洞室并加以锚固的模型试验。模型尺寸为180cmX140cmX15cm。共研究对比了14个不同工况。其变换因素为：两相互为正交的节理组具有不同倾角；不同节理间距；不同初始地应力和施加锚杆或不施加锚杆。结果表明，围岩变形主要受节理变形控制而垮落区则完全由开挖自由面与不连续面的不利组合所制约。岩锚可以显著地减少围岩变形和破坏。最后，用离散元方法对一个试验工况做了数值计算对比分析。

开挖条件下节理围岩特性及其锚固效应模型试验研究

本文通过堆砌大比尺结构模型并进行地下洞室分步开挖模型试验，研究节理对洞室围岩变形和破坏的影响及锚杆对节理围岩的锚固效应．试验应用ＣＣＤ画像处理法和光学照相法进行位移观测。

节理围岩特性及其锚固效应模型试验研究

通过堆砌尺寸为１８０ｃｍ×１４０ｃｍ×１５ｃｍ的大比尺结构模型，依据两组正交节理的不同倾角和间距、地应力及洞周有无锚杆等不同组合的１６种工况进行地下洞室分步开挖模型试验，研究节理对洞室围岩变形破坏的影响及锚杆对节理围岩的锚固效应．试验首次应用ＣＣＤ画像处理法和光学照相法进行位移观测．结果表明，岩体的变形大部分是由节理变形引起的，围岩塌落区完全由开挖自由面与节理的不利组合所控制，围岩变形主要由洞室尺寸、节理倾角及间距、地应力等决定．锚杆能大幅度减少围岩的变形破坏，垂向位移减少更甚，预应力锚杆使围岩变形进一步减小．

山区城市环境下节理围岩小净距隧道施工力学研究

以重庆东水门长江大桥和千厮门嘉陵江大桥渝中区连接隧道为依托工程,在室内岩石力学试验的基础上,结合工程地质分析和公路隧道设计规范,选取比较符合工程实际的节理围岩参数,且基于二维离散元软件UDEC建立节理围岩小净距隧道数值模型,并对其施工力学效应进行研究,详细分析隧道围岩的位移及应力变化特征、隧道开挖对上覆建(构)筑物的影响等。此外,还对隧道施工支护方法进行优化分析。

公路隧道连拱段节理围岩位移变化分析研究

因工程岩体中节理、断层、裂隙等弱面较为发育,致使在许多对大型地下洞室群围岩稳定性研究中很难全面考虑各弱面对稳定性的影响,因此通过引入节理模型,同时考虑岩块和节理属性,可以使研究更加符合岩体状态及工程实际。本文依托重庆市某公路隧道,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,以连拱隧道断面为例,通过选取一个隧道断面,根据不同的地质岩层和上部不同建筑物的分布情况,利用二维离散元软件UDEC通过荷载分析、建立模型、位移分析对公路隧道连拱段节理围岩稳定性进行分析研究。

节理围岩台阶法隧道锁脚锚管支护参数研究

应用平面应变有限单元法,考虑软弱节理围岩的各项异性本构特征,研究台阶法隧道采用锁脚锚管作为沉降控制措施的加固效果,分析锁脚锚管关键参数对支护效果的影响。结果表明,在研究条件下,增设锁脚锚管后,隧道拱顶沉降有所减小,初期支护内力显著增大。相对而言,增加锁脚锚管长度对支护效果的影响较不明显。增大锁脚锚管安装角度时,锁脚锚管对拱顶沉降的限制作用减小,同时支护结构内力先增大后减小。根据研究结果,建议软弱节理围岩中浅埋大跨隧道采用台阶法施工时锁脚锚管的合理长度约为4 m,与竖向间的合理角度约为40°-60°。

节理裂隙围岩小直径深竖井爆破开挖

节理裂隙发育围岩地区小直径、深竖井的爆破开挖,很容易造成塌方和超挖,所以其设计与施工一直是关注重点。结合长沙市森林防火监测站项目80 m深的小直径竖井工程,针对小断面、深竖井的工程特点以及表层围岩石风化严重的地质条件,采取小断面反井爆破、分次扩挖,及地表层正向爆破等施工技术,对保证竖井开挖质量及安全措施进行了详细的分析。结果表明工程设计与施工工艺切实可行。

隧道围岩优势节理面统计及其块体稳定性分析

对于节理发育的破碎围岩隧道工程,根据开挖面的节理发育情况对围岩稳定性作出快速判断是至关重要的。文章以宁波象山港大桥接线段的茶园里隧道右线为例,通过对该隧道右线YK21+670～YK21+718段围岩节理发育特征的精细化描述和统计分析,确定了该段围岩的优势节理面,并在此基础上利用赤平投影解析法进行了围岩块体稳定性分析,得出了围岩块体滑移形式及块体的受力状态,并与数值计算结果相互验证,确定了可能发生失稳的块体,明确了加固区域,对有效保证隧道开挖施工安全有重要意义。

基于结构面几何参数的深部隧洞围岩破坏机理研究

岩体的强度主要由结构面控制,为确定结构面对隧洞围岩的影响,在对围岩中单一结构面的应力分布和破坏形式进行理论分析的基础上,研究了结构面倾角以及结构面到隧洞中心的距离对节理围岩破坏机理的影响。并利用3DEC离散元程序分别对不同结构面分布、不同岩石强度和结构面强度下18种组合的围岩变形进行了计算,分析了结构面不同分布情况下围岩的破坏模式;对比分析岩石、结构面强度不同组合下岩石强度和变形特征,研究了结构面力学变形性质在岩体损伤破坏中的贡献。研究结果表明:结构面距开挖轮廓线越近越容易发生破坏;结构面倾角影响结构面首先发生破坏的位置;结构面的分布决定围岩首先发生破坏的位置,结构面的破坏不一定会导致围岩的破坏。研究成果对不同结构面组合分布的围岩变形和破坏分析具有一定的指导意义。

基于钻孔电视探测的井筒围岩块体识别及其稳定性分析方法

深部地质构造与浅部相比更加复杂,获取精确的工程地质信息是深竖井安全、高效施工的关键。以新城金矿新主井-930~-946m段施工为背景,为获取新主井深部详细的地质信息,利用钻孔电视采集地质钻孔内的围岩表面节理图像,使用孔内电视图像分析软件对所采集的图像进行节理分析、处理,获得钻孔围岩节理面产状;应用Dips软件确定围岩优势节理产状,利用UnWedge对围岩潜在楔形块体进行稳定性分析,借此建立井筒围岩结构面识别及其稳定性分析方法。应用该方法对新城金矿新主井井筒进行稳定性分析,结果表明:在-930~-946m区间内块体安全系数最小为19.75,切割深度为1.01m,井筒围岩块体均处于稳定状态,无掉落风险。

Effects of confining pressure on deformation failure behavior of jointed rock

For a deeper understanding of the deformation failure behavior of jointed rock, numerical compression simulations are carried out on a rock specimen containing non-persistent joints under confining pressure with the bondedparticle model. The microscopic parameters which can reflect the macroscopic mechanical properties and failure behavior of artificial jointed specimens are firstly calibrated. Then, the influence of joint inclination and confining pressure on stress-strain curves, crack patterns, and contact force distributions of jointed rock are investigated. The simulation results show that both the compressive strength and elastic modulus of the specimens increase with increasing confining pressure, and these two mechanical parameters decrease first and then increase with the increase of joints inclination. The sensitivity of strength and elastic modulus to confining pressure is not the same in different joints inclinations, which has the least impact on specimens with α=90°. Under low confining pressure, the failure modes are controlled by the joint inclination. As the confining pressure increased, the initiation and propagation of tensile crack are gradually inhibited, and the failure mode is transferred from tensile failure to shear-compression failure. Finally, the reinforcement effect of prestressed bolt support on engineering fractured rock mass is discussed.

复合式TBM卡壳原因及处理方案

本文通过对某市在建轨道交通复合式TBM隧道地质情况、掘进参数、刀具磨损等进行分析,得出复合式TBM卡壳的原因及处理方案,分析得出的原因和处理措施对类似事故有参考价值。