深埋脆性岩石力学参数评估与变形特性探讨

隧道工程开挖深度有逐渐增加的趋势,深部岩石具高强度及高应力环境。虽然脆性岩石在高围压应力下,将转而呈现延性特性,但隧道开挖所产生的径向解压,使隧道周边一定范围内的岩体处在低围压状态,故这部分围岩的变形仍由脆性性质所掌控。对于脆性岩石呈现峰后强度弱化特性,文中汇整各种岩石峰后强度弱化参数评估方法后,提出结合Hoek-Brown准则与岩心试验的强度损失试验评估法。以实际工程案例分析结果显示,600 m埋深时岩石峰后强度弱化与否,对隧道围岩变形量影响不大,但隧道埋深超过2 000 m后,变形量的差异将达到3～4倍左右,显示脆性岩石峰后强度弱化特性,对深埋隧道施工变形影响不可忽视。

多條隧道交會段施工監測回饋分析

多條隧道交會段之力學行為係複雜之三向度問题,以三維數值分析程式FLAC3D針對其7條隧洞交會之實際工程案例,模擬其實際挖撐過程,並與佈置於交會段各處斷面監測結果進行比對,以瞭解隧道目前開挖圍岩穩定性,同時進一步預測隧道後續施工行為。分析結果顯示:案例隧道交會段施工互制影響範圍有限,目前隧道大體處於穩定狀態;後續洞台降挖及另一主隧道開挖,在及時支撐情況下,圍岩變形量增加有限,隧道安全應無問题,惟仍應持續進行監測,確實掌握隧道行為。

案例類比法應用於台灣隧道支撐工設計建議

就蒐集所得約120個隧道工程案例,建立案例資料庫。透過隧道支撐工之以往設計案例經驗,以案例類比法研擬適用於台灣硬岩-中硬岩類之隧道支撐建議。案例類比法係採用統計方法結合案例推理法以及類神經網路法等人工智能手段,針對案例資料庫有關隧道支撐設計資料部份,進行案例類比分析,作為研擬具通用性之隧道支撐建議之參考依據。