软岩隧道开挖方式的数值模拟研究

通过对某软岩隧道秉用二维有限差分法数值计算,介绍软岩隧道多种开挖方式下隧道周边围岩的应力、应变特征的对比分析,得出结论是：随软岩隧道开挖卸载顺序不同,隧道围岩应力集中的大小、产生时间、塑性区范围、围岩变形大小及其范围都存在明显差异。分析认为,在软岩隧道施工中减少开挖扰动次数和及时封闭初期支护,是控制软岩隧道变形和塑性区扩展的有效措施。     

隧道顶部溶洞对围岩稳定性的影响分析

结合夏家庙隧道实际工程,运用ANSYS有限元软件研究了隧道顶部不同大小、不同距离的溶洞分布对隧道围岩稳定性的影响,并与现场实测数据进行对比分析.研究结果表明：隧道顶部溶洞大小和距离的变化对隧道顶底板主应力将产生明显的影响,对隧道围岩拱顶下沉亦有明显影响,数值模拟结果与现场监测结果基本吻合.     

用隧道周边位移反分析围岩压力的解析研究

针对圆弧拱形轮廓隧道,通过假定围岩变形后仍为圆弧形状和拱脚位移约束,利用结构力学分析原理推导出隧道拱顶竖向位移与围岩压力及分布范围的解析关系式,可以通过量测的隧道周边拱顶竖向位移估算围岩压力大小和分布范围,为隧道支护参数的确定提供依据.     

盾构施工引起隧道围岩和地面路基变形的预测分析

针对广州地铁二号线广州火车站区间隧道 ,采用弹塑性有限元法 ,分析盾构施工对隧道围岩变形和地面路基沉降变形的影响 ;同时对盾构施工期间 ,因释放不同大小地应力引起的隧道围岩和地面路基变形值进行了比较 ,为设计和工程施工提供参考。     

盾构施工引起隧道围岩和地面路基变形的预测分析

针对广州地铁二号线广州火车站区间隧道，采用弹塑性有限元法，分析盾构施工对隧道围岩变形和地面路基沉降变形的影响；同时对盾构施工期间，因释放不同大小地应力引起的隧道围岩和地面路基变形值进行了比较，为设计和工程施工提供参考。     

隧道顶部溶洞对围岩稳定性影响的数值分析

以在建的某高速公路岩溶隧道为工程背景,采用有限单元法,运用迈达斯GTS分析软件,建立隧道结构及围岩的三维分析模型,重点分析了不同位置、大小的顶部溶洞在开挖过程中对围岩变形位移、力学特性、塑性区以及支护结构受力的影响,研究了顶部溶洞对隧道围岩稳定性的影响,所得结论可为岩溶地区隧道工程的设计、施工和研究提供指导。     

隧道支护结构体系的刚度设计理论

隧道围岩变形是支护荷载的来源,也是诸多安全事故产生的根源,因此隧道工程设计应以围岩变形控制为核心.围岩变形本质上就是在不平衡力作用下围岩发生运动的结果,这是隧道围岩变形的根源,其变形量大小是围岩荷载与支护抗力博弈的结果,并且在围岩的不同变形阶段表现出较大的差异性;基于牛顿第二定律建立围岩变形的动力学分析概念模型,获得围...     

偏压双连拱公路隧道围岩稳定性动态预测分析

由于高速公路偏压双连拱隧道的复杂地质条件,会给隧道安全施工带来严重威胁,提出在加强隧道开挖现场监控量测的基础上,以位移量测结果作为学习样本,应用BP神经网络预测隧道围岩位移的大小,分析围岩的稳定性。由于BP神经网络能综合考虑隧道围岩节理、裂隙等对围岩位移的影响,所以与有限元反分析法计算隧道围岩位移结果比较,显示BP神经网络预测结果的误差较小,预测值与实际测量值趋于一致,因此应用BP网络预测偏压双连拱隧道围岩位移,超前分析其稳定性是安全可靠的,该预测方法的预测结果可以指导现场的施工。     

隧洞支护效应的探讨

基于弹性理论,对隧洞开挖后和进行喷锚支护后的应力和塑性变形进行分析。运用FLAC 3D模拟了隧道开挖与支护过程中的力学行为,得到隧道在无支护和喷锚支护作用下围岩的塑性及应力变形情况。结果表明,在喷锚支护中,对锚杆施加预应力,其值为当隧道塑性区消失时所需支护力的大小。这种支护提高了围岩的自承能力,使围岩塑性区的扩展在隧道开挖不久就得到有效抑制,能有制止隧道围岩的进一步破坏。     

岩溶对公路隧道围岩稳定性的影响研究

针对我国公路隧道修建日益增多及岩溶分布广泛的现状 ,利用“公路隧道结构与围岩综合实验系统 (CTSSSRH)”和有限元分析程序对岩溶区公路隧道围岩稳定性进行了一系列的大型相似模型试验和数值模拟研究 ,探讨了溶洞大小对围岩稳定性的影响 ,总结了公路隧道围岩稳定性与岩溶关系的一些规律     

深埋特长公路隧道岩爆预测综合研究

岩爆预测一直是地下工程世界性难题之一。以台缙高速公路苍岭隧道的岩爆预测为例,从隧道区围岩的岩体特征和隧道区初始应力场两方面着手,通过工程地质调查研究和区域地质资料分析,对隧道区进行工程地质分类。划分隧道沿线各洞段隧道围岩类别,通过室内岩石力学试验,掌握隧道沿线围岩的物理力学特性;分析区域地震震源机制解、地应力实测资料,揭示区域构造地应力场环境。在研究过程中选取典型部位,采用水压致裂法实测工程区地应力的大小和方向。通过三维有限元反演工程区的初始应力场,在初始应力场和隧道围岩岩石力学性质研究的基础上,结合各洞段隧道断面开挖数值分析结果和现有国内外多种岩爆判别准则,对苍岭隧道岩爆发生的部位和等级进行预测,为制定合理的开挖支护方案提供依据。     

截面尺寸对瓦斯隧道的施工影响分析

穿越煤层的隧道往往含有高压力瓦斯,行业内称之为瓦斯隧道。为探究隧道截面对瓦斯隧道围岩稳定性的影响,采用Midas GTS NX数值软件进行模拟和分析,主要按隧道截面尺寸划分为3种工况,并对比3种工况下的沉降和应力大小。由分析可知:随着隧道开挖断面尺寸的增大,隧道衬砌的拱顶沉降越大,锚杆应力也随之增大,掌子面围岩应力也逐渐发生变化。该结论可为类似工程和瓦斯隧道防突提供参考。     

45°斜井反井法开挖围岩稳定性分析

隧道围岩的层状结构同隧道方向的相对位置关系是影响隧道围岩稳定性的重要因素之一,文章结合猴子岩45°斜井段城门洞型全断面爆破开挖遇到的工程实际问题,以其右边墙处小角度相交的最发育裂隙为对象,通过建立对应模型,模拟计算出斜井贯穿后围岩位移与初期支护位移大小,分析周边围岩的层面裂隙同隧道方向夹特定角度下的洞室变形特性及稳定性,为该类隧道的设计施工提供参考。     

基于改进双剪统一强度理论的围岩松动圈分析

为了研究岩石应变软化、剪胀性质、中间主应力和拉压不等特性对围岩松动圈的影响,基于改进双剪统一强度理论,得到了隧道围岩松动圈半径、围岩应力及洞壁位移的解析表达式。通过与已有方法计算结果的对比,验证了该方法的可行性,并进一步分析了中间主应力大小以及软化程度对结果的影响。研究结果表明:(1)随着软化模量的降低,隧道围岩塑性区、松动区(圈)半径以及洞壁位移均逐渐减小;(2)中间主应力大小对隧道围岩弹塑性行为具有一定的影响,随着中间主应力系数b的增大,围岩的切向应力在塑性软化区、破碎区内变大,而在弹性区内减小,围岩的径向应力在3个区域内均增大;(3)隧道洞壁位移随着中间主应力系数b的增大而减小;(4)考虑中间主应力的影响以及围岩软化的程度,能够充分发挥围岩的强度潜能,合理指导隧道布置、支护设计与施工。该结果为隧道围岩松动破裂分析提供了理论依据,具有一定的工程参考价值。     

圆形隧道衬砌围岩变形压力的时间效应

本文通过理论分析和模型实验研究了圆形隧道衬砌上的围岩变形压力的时间效应。研究结果表明:作用在隧道衬砌上的围岩变形压力的大小及其分布形式都具有明显的时间效应;在选择设置衬砌的时间时,建议考虑围岩材料的蠕变主时间;围岩内粘塑性流动区随时间的扩展,将导致围岩变形压力随时间增加。另外,还讨论了衬砌上围岩变形压力的分布形式随时间的变化。     

大瑶山隧道浅变质岩系围岩性态特征

大瑶山隧道围岩大部分为浅变质碎屑岩系,分析研究其性状特征,对评价该隧道围岩的稳定性有着重要意义。本文以围岩变形量测和弹性波探测的结果为依据,论述了浅变质岩系围岩的性态特征,指出Ⅲ级以上围岩基本稳定,其变形大小,主要决定于量测断面所处的地质环境,而应力效应和洞径效应对其影响不甚明显。     

水工隧洞围岩类别与岩石抗力系数的关系

水工隧洞围岩的选择一般取决于隧洞过水量以及围岩所受压强的大小。本文从水工隧道的具体施工出发,以力学为分析工具,具体论述了围岩的选择与岩石抗力系数的具体关系。     

大断面软岩隧道开挖空间效应影响分析

以长城岭软岩隧道为背景,通过现场监测和数值模拟,分析了隧道施工过程中围岩变形的三维空间演化规律,得出不同施工工法、断面尺寸和围岩等级对隧道开挖面空间效应的影响;结合正交实验和极差分析得到三类因素对开挖面空间效应影响的优先次序。结果表明:开挖面从逼近监测断面到通过监测断面再到远离,围岩主要经历了预变形、急剧变形和变形稳定3个阶段;软弱围岩的三维扰动深度沿开挖、竖直和水平方向分别在1.5、3和1倍洞径内;开挖工法对围岩变形的影响程度大小关系为全断面开挖法>台阶法>CD法;围岩等级越低,隧道断面尺寸越大,围岩变形量和范围越大;通过正交实验结合极差分析的方法得出对围岩变形的影响优先次序中围岩等级＞断面尺寸＞施工方法。     

岩溶尺寸对隧道围岩稳定性影响的模型试验研究

利用公路隧道结构与围岩综合试验系统，对石灰岩地区大断面隧道开挖过程中，不同大小溶洞对隧道围岩稳定性的影响进行相似模型试验研究，并运用ANSYS软件进行了弹塑性有限元数值分析：三维动态施工过程模拟与试验结果均表明，溶洞对围岩的变形有较大影响，随着溶洞尺寸的增加，开挖前的围岩先期位移和开挖瞬间的释放位移均有较大幅度的增长，同时，溶洞区的开挖对无溶洞区的围岩变形有放大作用。     

软岩小净距隧道施工力学效应研究

以软岩小净距隧道在不同开挖方式下达到稳定后围岩和复合衬砌的力学效应为对象,重点分析不同开挖方式下锚杆、喷射混凝土层和二次衬砌的受力特点,考察不同净距对中夹岩柱塑性区的影响.结果表明：施工小净距隧道应慎重选择后继施工隧道的开挖方式;后继隧道施工的开挖方式直接对先行既有隧道锚杆、喷射混凝土层和二次衬砌应力状态产生很大影响;中夹岩柱塑性区大小与净距紧密相关,同时,隧道埋深和围岩类别也是影响塑性区大小的重要因素.