引红济石调水工程引水隧洞不良地质洞段钻爆法施工段软弱围岩塑性变形施工方案研究

在水工隧洞施工中穿越较大规模断层、软岩及裂隙发育岩体破碎洞段及高地应力低弹模的围岩破碎带深埋洞段等不良地质洞段,极易发生围岩失稳变形失稳等突发地质灾害,造成一次支护的破坏,对施工安全造成威胁,特别是失稳后的二次加固其危险性和难度极大,本文结合陕西省引红济石调水工程实际施工经验,提出了一整套的软岩变形段施工处理方案,为工程的顺利实施提供了技术支撑。

基于机器学习的高应力软岩巷道支护抗毁能力预测

为了避免传统预测方法在高应力软岩巷道支护抗毁能力预测时出现的问题,提出了基于机器学习的高应力软岩巷道支护抗毁能力预测方法;首先根据岩石物理力学性质,分析软岩强度特性,同时在支护构建模型支持下,分析软岩巷道围岩流变特性,由此研究高应力软岩巷道特性;然后依据软岩塑性变形机理,确定弹性区、塑性硬化区、塑性软化区和塑性流动区对应关系,并计算软岩周围岩层向临空区域运动的合力,由此确定最佳支护时间;最后使用机器学习方法将高应力软岩巷道支护结构简化为葫芦结构模型,并计算外界作用力大小,确定高应力软岩巷道支护结构质量参数矩阵。通过对比3种常规方法可知,该方法在3种不同破坏强度下预测精准度均较高。

基于现场直剪试验和强度软化的围岩压力解析

高地应力、强挤压软岩隧道在开挖前,隧道设计线路范围内的原岩就已处在塑性状态,隧道开挖后对支护有影响的围岩处于不同的塑性区范围内.就此,考虑到岩体的力学性能通过现场试验能较为全面地反映,对两座隧道高地应力软岩段的现场直剪试验曲线进行分析,并进行室内常规三轴压缩试验,得到了适用于塑性软岩隧道的简化本构关系曲线和应变软化模型.在此基础上对圆形塑性软岩隧道支护后的围岩应力状态和位移状态进行分析,在考虑围岩强度参数c-、φ-随应变软化的情况下,推导出了塑性软岩隧道的扰动区半径r_(d)和支护力p_(i)解析表达式,并建立了动态支护力p_(i)与动态隧道壁径向位移u之间的关系,研究成果可为高地应力、强挤压塑性软岩隧道的支护设计提供一定的参考.