断层破碎带形态对隧道围岩变形影响研究

断层破碎带具有围岩破碎、强度低等特点,极易引起隧道围岩发生大变形,进而诱发工程灾害。因此,依托重庆市郊铁路璧铜线云雾山隧道工程,采用PLAXIS3D数值分析软件,建立了隧道穿越不同形态断层破碎带计算模型。计算结果表明:断层破碎带倾角和厚度对隧道围岩变形影响显著,断层走向线与隧道轴线夹角对隧道围岩变形影响较小。随着断层破碎带倾角的增大,受断层破碎带影响的范围明显缩小,隧道围岩竖向和水平位移值均逐渐减小,且当断层破碎带倾角为90°时,受断层破碎带影响的范围最小;随着断层破碎带厚度的增大,受断层破碎带影响的范围随之增大,围岩的竖向和水平位移值均逐渐增大,且当断层破碎带厚度为22 m时达到最大值。隧道正交穿越断层破碎带薄弱处时,围岩变形控制效果会更好。该研究成果可为山岭隧道穿越断层破碎带设计与施工提供一定的参考。

工程措施对控制隧道围岩变形的力学效果研究

在对现场实测数据进行统计分析的基础上，建立了模拟台阶法施工的有限元解析模式，并用此方法，评价了台阶法、注浆、喷层、锚杆等主要工程措施对控制隧道围岩变形的效果，为新奥法施工的浅埋隧道控制地表下沉提供了理论依据。

加权复合分位数自回归模型在隧道围岩变形预测中的应用

提出加权复合分位数自回归模型对隧道围岩变形进行预测的新方法,并给出其原理和实现算法。以昆明市阳宗隧道为例,对加权复合分位数自回归预测模型进行计算,并与其他模型进行对比分析。结果表明,新方法预测效果优于非加权复合分位数估值的AR(2)模型、基于最小二乘参数估计的自回归预测、经遗传算法优化的支持向量机等预测方法。

平行褶皱构造对隧道围岩变形的影响研究

岩层受力弯曲变形形成褶皱构造,隧道穿越褶皱地质构造时,在复杂地质构造及地应力条件影响下,隧道围岩容易发生变形破坏,影响隧道的稳定性。针对隧道在平行于褶皱轴线穿越平行褶皱构造地质时的围岩变形问题,文章采用有限差分法并结合实际工程中褶皱构造的隧道围岩进行了数值模拟计算,探究了隧道围岩的变形规律,提出了控制围岩变形的思路。结果表明,隧道在平行于褶皱轴线穿越平行褶皱构造时,拱顶及仰拱部分更容易发生变形破坏,且主要集中在软弱岩层部分及软硬岩层分界面处,具体为向斜类型的软弱岩层上分界面和背斜类型的软弱岩层下分界面处,因此可考虑采用加强拱顶及仰拱围岩的位移控制,加固处理平行褶皱构造中的软弱岩层部分来减小隧道围岩变形的控制思路。

土、岩接触地层中隧道围岩变形规律和破坏方式的研究

土、岩接触地层是浅埋破碎围岩中常出现的一种地层条件,宝天高速公路(陕西境)BT4合同段项目,隧道4条,单洞最大长度1071m,隧道地质为典型的黄土覆盖土、岩接触复杂围岩。这一地质特征使得隧道围岩在土、岩接触处不仅发生了力学特性的显著变化,而且水文地质条件发生显著的变化,导致交界处含水量明显增大。在以往的工程实践中,土、岩接触地层并没有引起人们的广泛注意,从而导致了塌方以及围岩变形过大的事故。鉴于此,本文从宏观上分析土、岩接触面的分布特征以及土、岩及接触面的力学特征,建立土、岩接触地层的描述方法,进而分析这种地层条件对围岩变形规律和破坏方式的影响,最终提出土、岩接触地层开挖方式和支护方案选择的原则。

隧道围岩与支护结构变形协调控制机理及工程应用

为解决高应力下隧道岩爆以及软岩大变形控制难题,本文从隧道围岩荷载与支护平衡、变形协调控制及围岩能量守恒三方面进一步分析地下工程平衡稳定方法的特点;根据不同围岩级别总结地下工程平衡稳定方法中隧道支护结构抗力与围岩变形特征曲线,并提出隧道围岩支护的施工建议;通过分析围岩与支护结构有效荷载传递规律与功能转换特征,揭示围岩平衡与支护结构变形协调控制机理,并结合高应变吸能层材料设计一种表征为“吸能让压支承抗压”的一体化新型隧道围岩支护工艺。通过工程应用表明,基于新型支护工艺在岩爆、软岩大变形隧道中围岩压力降低28.09%,保障了隧道安全高效施工。

文化鱼群优化支持向量机在隧道围岩变形预测中的应用

建立了隧道围岩变形预测的基于时间序列的支持向量机模型。针对支持向量机(SVM)的参数选择问题,运用文化鱼群算法(CAAF)来搜索支持向量机的相关参数,避免了人工搜索参数的盲目性,提高了模型的推广性能。该模型首先将实例中隧道围岩变形的样本数据进行时间序列处理,构建学习和预测样本,再利用文化鱼群优化的支持向量机模型进行预测。与BP神经网络预测结果相比,该方法运算速度快、预测精度高,对实际工程具有更高的适用性。

基于BOTDR的土质隧道深部围岩变形监测技术

为了解决土质隧道深部围岩变形实时连续监测的难题,在分布式光纤监测技术的基础上,采用模型设计、试验与应用工艺验证的方法,研究开发了一种用于测试土质隧道深部围岩变形的实时监测方法,得出了监测力学模型与监测方程,提出了传感器的制作、布设与安装方法以及系统集成与实时监测的工艺技术。对研究成果进行了工程实地应用验证,并取得了初步的应用效果。

铁路软弱围岩大变形隧道综合施工技术

随着我国经济的飞速发展,国家越加重视基础交通设施建设。作为铁路建设的重要组成部分,软弱围岩大变形隧道综合施工技术不仅关系着隧道的施工质量,而且对铁路运输的整体发展也具有重要影响。基于此,论文将铁路软弱围岩大变形隧道综合施工技术作为研究内容,希望能够为铁路软弱围岩大变形隧道的施工提供参考性建议,并为我国铁路运输提供积极的推动作用。

千枚质围岩大变形处理及施工技术探讨

铁路隧道施工中因受地质因素而极易发生变形等病害,严重影响隧道施工的安全和进度,因而如何控制隧道的大变形及变形后采取何种处理方法在千枚质板岩隧道施工中显得尤为重要。为此,以兰渝铁路天池坪隧道施工为例,针对开挖面围岩变形侵限情况,提出了换拱处理方案及施工注意事项,指出通过采用合理的支护参数和施工方法,加强监控量测,并用量测结果指导施工,及时调整支护参数,可以顺利地解决软岩变形问题。

涔天河水库扩建工程交通洞软弱围岩大变形特征及机理分析

文章以涔天河水库扩建工程为例,分析其交通洞隧道围岩变形破坏特征,分析大变形机理,针对大变形发生的原因及其机理,采取有效冶理措施,控制围岩的塑性变形和膨胀变形。效果良好。

基于弱光栅技术隧道深层围岩实时监测应用

隧道在开挖施工过程中对围岩变形的动态掌握关乎着隧道施工的安全性和效率性。本文在通过查阅相关文献资料并结合相关领域科研人员研究成果基础上,利用弱光栅技术对隧洞深层围岩变形进行动态监测,并综合对比传统监测方式得出结论:平阳引水隧洞围岩变形符合正常范围,围岩稳定性总体上较好,同时弱光纤光栅感测光缆监测结果与传统监测结果基本一致,符合现场事实情况。同时,本文监测方案和监测结果可以为其它类似过程监测提供数据参考和理论依据。

微风化岩体山区公路隧道围岩支护研究

为了探究山区公路隧道开挖过程中支护结构参数对隧道围岩变形的影响,以鹤来分水岭隧道为例,建立相应数值模型,分析了不同喷射混凝土厚度及不同喷射混凝土强度条件下隧道开挖过程中围岩变形规律。计算结果表明,在隧道开挖过程中,喷射混凝土厚度与隧道围岩拱顶沉降值和拱底回弹值成反比,增加喷射混凝土厚度对降低拱顶沉降效果较为明显,对降低拱底回弹效果不明显;喷射混凝土混凝土强度与隧道围岩拱顶沉降值和拱底回弹也成反比,增加喷射混凝土强度对降低拱顶沉降效果较为明显,对降低拱底回弹效果不明显;提高围岩喷射混凝土强度与厚度对于改善隧道拱顶的沉降问题有较好效果,但对于改善隧道拱底回弹效果一般。

明挖地铁车站基坑与既有盾构隧道复合变形的有限元数值模拟

针对北京地铁五号线地铁车站基坑施工条件下既有盾构隧道的复合变形问题,基于ANSYS,结合场地的水文地质和工程地质条件,按照不同的工况建立了三维数值模型,并进行了施工过程的模拟.通过对结果的对比和分析,揭示了在不同施工状态下,基坑周围土体、支护结构及既有盾构隧道之间相互作用的过程和机理,以及由此引起的围岩变形的分布与变化规律.

基于Hoek-Brwon准则的软岩隧道围岩极限变形估算方法

隧道围岩稳定极限变形是判别围岩稳定状态的关键性指标,围绕隧道围岩稳定极限变形的确定方法展开研究。针对软弱岩体的力学特征及其在隧道开挖中的响应机制,假定岩体等效为Hoek-Brown(H-B)材料。以此为前提,导出圆形隧道中基于H-B屈服准则的围岩松动区半径的解答。将该解答与Rabcewicz的剪切滑移模型结合,获得隧道围岩稳定极限状态所需的支护阻力的解答。在此基础上,进一步建立隧道围岩稳定极限变形的估算方法。利用数值计算实例资料,验证该估算方法的有效性。此外,针对围岩力学参数及隧道几何参数对隧道稳定极限变形的影响特征作参数分析。分析结果表明,围岩极限应变对远场应力、无侧限抗压强度和霍克–布朗常数的敏感性较强,而对未扰动岩石弹性模量、泊松比和隧道开挖半径的敏感性相对较弱。

红层软岩膨胀力学特性试验研究

红层地区岩体膨胀变形现象显著。为研究红层软岩膨胀力学性能,采用YYP-50型岩石膨胀压力试验仪和岩石自由膨胀率试验仪对某隧洞区5种不同岩性的红层软岩进行室内膨胀特性试验,并通过pH计测定了膨胀压力试验前后水溶液的pH值。试验结果表明:该隧洞区5种红层软岩的平均膨胀压力差异明显,最低为175.13 kPa,最高可达2 080.16 kPa,膨胀力的对数与膨胀应变呈线性增长关系,膨胀压力与干密度、吸水率皆呈正相关,与初始含水率呈负相关;膨胀压力试验后5种软岩的水溶液pH值均大于7,且不同地层水溶液pH值变化率不同,膨胀压力的大小与pH值及其变化率呈正相关;5种软岩的平均自由膨胀率相对较大,纵向、径向最高可达40.8%和32.4%,平均膨胀压力与平均自由膨胀率表现出指数增长趋势。研究成果可为今后膨胀岩地区工程建设提供一定的理论支撑。

等效法收敛计变形监测

等效法收敛计变形监测,用以等效代替用收敛计直接量距方法所进行的高空变形监测作业带来的高危险和高代价问题,实现变高空高危险作业为无危险的地面安全作业,可降低工程造价,节省人力、物力和财力。还推荐一种简单易行的特征边组成方法,使得监测工作安全方便且投资小,需要增加的主要辅助设备仅是一些普通细钢丝和一根伸缩杆,基本上实现一人独立作业。

地铁车站风亭组三角形分布隧道开挖影响分析

贵阳地铁2号线观水路站隧道工程为减少主体隧道开孔数量,将风亭组搬出主体隧道,在主体隧道入口处以三角形布局开挖风亭组。通过有限元软件ABAQUS建立三维模型研究了不同三角形布设隧道群开挖方案对地表沉降和隧道稳定性的影响。本研究的目的是揭示支护结构和围岩中地表沉降、变形和受力的变化规律,确定适合该种隧道布局的最佳开挖方案。结果表明,为控制地表沉降和支护结构变形,最佳开挖顺序为先开挖上部新风排风隧道,再开挖下部区间隧道。为控制支护结构的应力,最佳开挖方案是先开挖下部区间隧道,然后再开挖上部新风排风隧道。在本工程中,隧道最合理的开挖顺序为自上而下。隧道的最合理贯通厚度为5 m。