初期支护参数对断层破碎带隧道围岩稳定性的影响研究

针对隧道初期支护的喷射混凝土厚度、锚杆长度、锚杆布设排距及锚杆布设环形间距对断层破碎带隧道围岩稳定性的影响问题,文中结合某铁路隧道工程,以断层破碎带隧道围岩为研究对象,利用数值模拟分析软件Midas•GTS NX,建立适合隧道开敞式TBM施工的数值模型并计算分析.结果表明:在一定范围内,增加锚杆的长度、减小锚杆的排距和间距能有效改善锚杆的受力,但对隧道围岩拱顶沉降影响较小;增加喷射混凝土的厚度可以有效控制围岩的变形,减小隧道围岩拱顶沉降,提高隧道围岩稳定性.

穿越断层隧道围岩稳定性分析

隧道、公路、铁路等工程在穿越断层时受力易发生受力变形,破碎,坍塌等现象,对施工造成极大的危害及威胁。为了施工过程的安全进行,在施工前进行有效的数值模拟及讨论是非常有必要的。以新余市王龙山隧道为工程背景,通过使用MIDAS结构设计有限元分析软件进行穿越断层的隧道围岩稳定性分析。研究分析了断层破碎带对隧道围岩的结构变形,受力情况及隧道开挖的安全性的影响。

含水率对高地应力炭质板岩隧道围岩稳定性的影响研究

当隧道穿越高地应力富水软弱围岩区段时,易发生坍塌、初期支护结构侵限、钢架扭曲脱离等不良现象。针对这一问题,以渭武高速公路木寨岭隧道为实际工程背景,运用有限差分法软件FLAC^(3D)分别建立了不同含水率下双侧壁导坑法和三台阶七步开挖法施工隧道的数值模型,分析讨论了两种施工方法下围岩压力、竖向和水平位移、塑性区随着含水率增大的分布规律和发展情况。结果表明:随着含水率的增大,炭质板岩强度降低,围岩自稳能力降低,进而降低了隧道的稳定性。隧道上部台阶开挖后,炭质板岩段各监测断面沉降和收敛变形较快,变形量较大;完成初期支护之后,沉降和收敛变形速度逐渐降低,待距离掌子面50 m以后趋于稳定。

不同开挖工法下复合衬砌隧道围岩稳定性数值模拟

隧道工程是一项重要的基础设施建设工程,广泛应用于道路、铁路、地铁等领域,为不同区域之间提供了便捷的交通连接。而隧道开挖是隧道工程建设的关键步骤之一,是指利用各种开挖方法将山体或土壤挖除,创造出一条通行道路的工艺过程。其中马蹄形隧道作为一种特殊形状的隧道,在地质条件复杂的地区具有广泛的应用。然而,由于马蹄形隧道的特殊形状和地质条件,其开挖过程中存在一系列技术难题和工程挑战。

穿越多软弱夹层的公路隧道围岩稳定性分析

为探究软弱夹层数量对隧道围岩稳定性的影响,文章依托某多软弱夹层公路隧道实际工程,运用FLAC3D有限差分软件建立多软弱夹层隧道计算模型,通过典型断面数值反演,并结合实际监测结果,验证数值模型和研究方法的可靠性,得到如下结论:(1)对比分析数值仿真结果与监测数据可知,典型断面围岩变形模拟值和监测值变化趋势一致,模拟值略小,差值在容许范围内,即数值模型可行;(2)对比4种工况模拟结果可知,软弱夹层对隧道围岩稳定有较大影响,围岩变形、应力、塑性区范围随软弱夹层数量的增加而增大,且在软弱夹层附近出现集中,显著增加了隧道破坏风险;(3)围岩位移受软弱夹层影响最大,故应当将其作为穿越多软弱夹层的公路隧道围岩稳定性的判断标准。

岩溶区隧道围岩稳定性研究综述

对岩溶隧道围岩稳定性理论和分析方法的发展进行了梳理,并对当前该领域的研究现状和在工程实践中的应用进行了全面阐述,在此基础上分析了岩溶隧道围岩稳定性研究的主要发展方向,并总结了当前该领域研究中存在的一些问题,为今后的研究提供参考。

断层破碎带地质特征对隧道围岩稳定性的影响研究

为了研究断层破碎带特征对隧道围岩稳定性的影响问题,依托某铁路隧道项目,以断层破碎带隧道围岩为研究对象,利用数值模拟软件Midas·GTS,通过控制变量法建立了隧道穿越不同地质特征的断层破碎带数值计算模型并进行计算分析,其中地质特征主要包括:断层围岩劣化程度、断层厚度、断层倾角以及断层走向线,数值模型适用于隧道开敞式TBM(Tunnel Boring Machine)施工。结果表明:在仅考虑隧道开敞式TBM施工影响,不考虑地层初始位移的情况下,断层破碎带隧道围岩劣化严重和断层破碎带厚度增加均会对隧道围岩稳定性产生不利影响;倾角60°的断层破碎带对隧道影响范围较大,隧道围岩稳定性差;断层破碎带走向线与隧道轴线夹角对隧道拱顶沉降的大小基本没有影响。

台阶法开挖高度对小净距隧道围岩力学特性及稳定性的影响分析

在小净距隧道施工开挖过程中围岩的变形与稳定性是工程考虑的重要问题,为了研究小净距隧道在台阶法施工中采用不同台阶高度对隧道围岩力学特性及稳定性的影响,文章依托济南顺河高架小净距隧道实际工程,采用数值分析结合现场实测数据对顺河高架南延二期工程地下道路小净距隧道台阶法施工的过程进行分析,建立了不同台阶高度模型,对该小净距隧道不同上台阶高度的施工过程进行了模拟,通过对比不同上台阶高度下小净距隧道围岩的力学特性和稳定性变化规律,得到台阶法施工中开挖台阶高度的合理判定依据,并为有关工程施工提供了参考。

Morh-Coulomb近接交叉隧道围岩塑形叠加区分析

为定量确定交叉隧道相邻硐室塑性叠加区域半径,并分析其对交叉隧道围岩稳定性的影响,以工程力学中应用最广的Morh-Coulomb强度准则为依据,经理论推导,得到了在上下隧道小净距影响下的塑性区范围及其相应解析解。并在此基础上对影响近接围岩稳定性的因素进行了探讨。结果表明交叉隧道塑性区叠加半径大小与内聚力、支护抗力、内摩擦角、原岩应力、近接距离等因素相关。通过Morh-Coulomb强度方程计算出的结果与实测数据对照,结果相吻合,表明本文提出的塑性区计算公式能较好地反映出交叉隧道围岩的稳定性情况。

基于Hoek-Brown准则的强度等效方法对比及应用研究

为准确评价围岩稳定性,通常利用FLAC3D中的遍布节理模型,并采用Mohr-Coulomb强度准则开展模拟计算,但由于其本质上是将层状岩体视为各向同性,因此模拟结果与现场监测值相比误差较大。基于修正的Hoek-Brown准则,将其在I_(1)-√J_(2)平面与Mohr-Coulomb强度准则分别进行瞬时等效、最佳一次逼近,推导出相应的等效强度公式。利用该公式计算得到不同倾角岩体的等效强度参数,并导入FLAC3D遍布节理模型,研究渝湘高速共和隧道段围岩稳定性。结果表明:1)采用2种方法对岩体参数进行修正,隧道开挖后关键点变形均大于修正前,更接近实测值;2)瞬时等效修正所得偏应力σ_(1)-σ_(3)值小于修正前,而最佳一次逼近修正所得σ_(1)-σ_(3)值始终大于修正前,且随倾角变化趋势与修正前相同;3)2种修正法均可用于岩体参数修正,经过对比分析认为最佳一次逼近修正效果更佳。

Research on the stability analysis and design of soil tunnel surrounding rock

The paper first analyzes the failure mechanism and mode of tunnel according to model experiments and mechanical calculation and then discusses the deficiency of taking the limit value of displacement around the tunnel and the size of the plastic zone of surrounding rock as the criterion of stability. So the writers put forward the idea that the safety factor of surrounding rock calculated through strength reduction FEM(finit element method) should be regarded as the criterion of stability,which has strict mechanical basis and unified standard and would not be influenced by other factors. The paper also studies the safety factors of tunnel surrounding rock (safety factors of shear and tension failure) and lining and some methods of designing and calculating tunnels. At last,the writers take the loess tunnel for instance and show the design and calculation results of two-lane railway tunnel.