高速公路隧道施工监测与开挖仿真分析

通过高速公路隧道施工监测及有限元数值分析方法,分析隧道施工过程中围岩应力变化情况。在隧道施工过程中对围岩位移和应力进行监测,分析围岩的位移、应力状态随时间的变化规律,同时结合有限元计算软件ADI-NA对隧道开挖过程进行模拟,寻找围岩应力分布规律,分析围岩稳定性。为隧道施工过程中支护时间的选取提供了依据。     

并行超小净距公路隧道施工变形监测分析

结合并行超小净距公路隧道工程实践,介绍了施工过程中围岩变形监测方案,主要对隧道地表沉降、拱顶下沉、洞周收敛和围岩内部位移等监测项目进行了相关探讨;基于监测结果,分析了该隧道施工过程中围岩变形规律和特点,为隧道支护合理时机和衬砌参数的优化提供了重要依据和参考,也确保了隧道施工安全.     

隧道施工监控与灰色系统预测

隧道采用新奥法原理施工时,利用围岩周边变形可对隧道周边岩体内的应力动态过程及发展趋势、围岩稳定性以及支护的合理性进行监控,这对安全施工及保证工程质量具有重要作用。本文通过对某高速公路隧道的实时监控,研究了隧道围岩的稳定状况,实时确定了合理的二次衬砌施工时间,利用灰色系统GM(1,1)模型,对该隧道围岩的演化情况进行了预测,预测结果与实际情况较吻合,并用于指导现场施工,避免了安全事故的发生,确保了隧道施工质量。     

膨胀性围岩隧道衬砌结构安全性评价

结合某膨胀性围岩隧道衬砌结构病害分布特征,对典型膨胀性围岩隧道衬砌结构进行了质量检测和承载力分析,并结合衬砌结构稳定性监测规律、检测结果进行结构计算,从质量缺陷、结构承载力、变形稳定性3个方面进行深入分析,最后对隧道结构安全进行了综合性评价。     

磁西副井-1304m马头门高应力软岩联合支护技术

在磁西一号矿副井-1 304 m马头门施工过程中,为减轻高应力软岩对马头门的破坏,根据施工特点及围岩特征,采用了锚、网、带、索、喷、注、架、钢筋砼支护的方式,并分别通过埋设的钢弦式钢筋计、混凝土应变计和表面裂缝计等设备对围岩的最终变形量进行监测。检查结果显示,该联合支护方式可有效地防止高应力软岩对成型井壁的破坏,为日后施工同类工程积累了成功经验。     

隧道施工监控与灰色系统预测

隧道采用新奥法原理施工时，利用围岩周边变形可时隧道周边岩体内的应力动态过程及发展趋势、围岩稳定性以及支护的合理性进行监控，这时安全施工及保证工程质量具有重要作用。本文通过时某高速公路隧道的实时监控，研究了隧道围岩的稳定状况，实时确定了合理的二次衬砌施工时间，利用灰色系统GM(1，1)模型，对该隧道围岩的演化情况进行了预测，预测结果与实际情况较吻合，并用于指导现场施工，避免了安全事故的发生，确保了隧道施工质量。     

浅埋隧道施工围岩变形及结构内力监测分析

结合VI级围岩浅埋偏压隧道CRD法开挖施工特点,布设了变形观测元件及应力观测元件,对施工过程中围岩变形及结构内力进行了监测和分析.变形测试结果说明CRD法各分部施工相互影响明显,隧道内侧围岩压力普遍大于外侧围岩压力,并且随着其他分部的施工具有明显加大的趋势.内力监测结果表明钢支撑轴力主要为压应力,并且拱腰位置轴力稍大于其他部位.测试结果分析表明,合理的工序应该是先山体外侧开挖并施工初期支护,然后山体内侧开挖施工.     

隧道开挖支护过程围岩变形机理的数值分析

对育王岭隧道出口段建立了三维工程地质模型,选取工程岩体力学参数,利用FLAC3D软件分析了四级围岩随着开挖及支护过程应力场、位移场的变化特征,模拟结果表明围岩的分步支护过程对围岩应力应变产生了调节作用,其中二次衬砌和仰拱施工对于围岩应力调整作用明显,施工后隧洞底部围岩由受拉状态转变为受压状态,最大拉应力分布区域转移到了仰拱处,有利于隧道稳定。     

连拱隧道安全监测技术方案设计

高速公路隧道安全监控量测是现代化隧道施工的重要组成部分。通过对隧道进行监控量测,可预测预报围岩应力动态过程及发展趋势,优化设计和指导施工,确保隧道施工安全,使工程投资经济合理。主要针对湖北省沪蓉西高速公路漆树槽隧道恩施端连拱隧道,结合现有的隧道安全监测经验和规范要求,介绍施工中采用的监测方案、手段以及结果,为隧道施工监测提供经验及参考。     

复合衬砌在北斗坡隧道中的运用

结合某隧道复合二次衬砌工程,介绍了隧道复合衬砌的新奥法设计与施工,对衬砌工程初期支护的要求、大变形围岩和一般软弱围岩的施作时机等问题等进行了讨论。     

浅埋超大跨四线高铁隧道开挖力学特性研究

以新建杭绍台高铁下北山隧道为工程依托,该隧道为浅埋超大跨四线高铁路隧道,基于现场取样进行室内岩石力学试验,合理确定了不同围岩等级的力学参数,在此基础上建立三维计算模型,分析浅埋超大跨隧道采用开挖工法时的力学特性。结果表明:双侧壁导坑法在围岩位移控制方面优于三台阶法,双侧壁导坑法中上导洞加临时钢支撑的措施能有效控制位移的变化速率,优于中上导洞一次开挖的做法,设计中应注意控制拱部导洞的开挖面积;在初支结构内力控制方面,双侧壁导坑中上导洞加钢支撑的方法初支结构的拉应力最小,结构受力最为安全。     

高强度钢纤维混凝土的力学特征及在高应力软岩巷道中的应用

为了满足高应力软岩巷道对于支护材料高强度、高韧性的要求,本研究提出在素混凝土中掺入适量高性能钢纤维的方法来改善混凝土的整体力学性能。通过室内试验,对3类高强度钢纤维混凝土及素混凝土试块进行力学性能对比试验,得出在钢纤维体积掺率为1.01%下B型钢纤维具有更好的抗变形和抗冲击性能。以围压恢复加固理论为指导,研究提出了浇灌钢纤维混凝土、全长锚固预应力树脂锚杆被动和主动联合支护结构,配合壁后接顶充填和浇注底梁等关键技术,建立形成了一整套适用于高应力软岩巷道的支护体系。历经两年多的现场应用、监测,实现了对高应力软岩巷道的围岩变形的有效控制,为矿山企业安全作业奠定基础。     

三软煤层回采巷道支护中钻孔卸压技术

为有效解决软岩巷道支护难题,提出并研究了钻孔卸压与U型钢联合支护方式。采用FLAC3D数值模拟软件分析了卸压钻孔对巷道围岩变形及应力转移作用机理,模拟结果表明,实施卸压钻孔后,巷道围岩的变形量减小,巷道周边围岩应力峰值向深部转移,巷道处于应力降低区。现场试验结果表明：采用钻孔卸压与U型钢联合支护方案,巷道两帮最大移近量193 mm,降低55%,巷道顶底板最大移近量267 mm,降低55%,巷道支护状况得到明显改善。     

断层带软弱围岩变形特征及支护优化研究

断层附近软弱围岩变形特征的研究对于巷道支护优化和防止围岩大变形具有重要意义。本文以河南城郊煤矿为工程背景,对二水平西翼轨道大巷在掘进过程中断层带围岩表面位移、顶板离层、围岩松动圈分布进行了现场监测。结果表明:在巷道掘进卸压作用持续影响下,断层构造应力逐渐减弱,巷道变形速度随着掘进面的推进先增大后减小,断层带内巷道变形的主要作用力来自断层构造应力;深部围岩受断层构造的影响较大,裂隙较为发育,顶板处于不稳定状态,浅部围岩由于巷道开掘卸压离层量较小。断层附近松动圈受断层构造作用较大,围岩顶板出现大松动圈。本文结合地质条件和现场监测结果提出了U形钢与锚网索相互配合的支护优化方案。     

不同围压巷道开挖应力场演化规律模拟试验研究

在实验室利用自制模具对模型边界进行约束,采用微机控制电液伺服万能试验机进行加载,采取卸除前约束板模拟煤矿井下煤层巷道开挖,得出了不同应力煤层开挖前后轴向应力变化特征,探讨了低应力、中等应力、高应力条件下巷道围岩开挖前后的应力场变化特征。研究结果表明:在低应力条件下,模型开挖造成应力的重新分布,在开挖面附近形成拉应力区,但模型内应力值较小,整体处于弹性状态,围岩抗开挖扰动能力较强;在中等应力条件下,模型开挖造成围岩浅部拉应力区进一步加大,岩体接近或达到屈服状态,围岩受开挖扰动比较强烈,开挖后应力场开始呈现"拉—压—拉"交替现象;在高应力条件下,围岩出现明显的塑性破坏,模型内部整体处于受拉状态。受到开挖扰动,围岩表面迅速恢复到受压状态,并再次向深部转移,形成明显的动态"拉—压—拉—压"交替现象,围岩破坏深度大、抗扰动能力差,呈现深部开采特征。     

深部软岩巷道耦合支护方案的数值模拟

结合深部软岩巷道特殊的地质状况和围岩环境,分别采用“锚网+钢带+锚索+喷射混凝土”和“恒阻大变形锚杆＋钢带+底角注浆锚管”的耦合支护方案,并利用有限差分软件FLAC3D,对深部软岩巷道在开挖后出现的破坏情况进行了动态数值模拟,并对比分析了巷道在不同支护条件下的应力应变分布规律以及支护体的受力状况,为深部软岩巷道支护方案的选用提供了科学依据。     

青海能源鱼卡一井流变应力恢复法地应力测试研究

青海能源鱼卡一井是目前世界上海拔最高的大型煤矿,受多期区域构造运动的影响,围岩软弱破碎,导致巷道支护问题愈发突出。为了对鱼卡一井巷道开挖支护进行科学合理设计,需要掌握巷道围岩赋存的地应力特征。基于深部破碎软弱围岩的流变应力恢复法地应力测试技术,在鱼卡一井+2750 m西翼机轨合一大巷开展了现场地应力测试。测试结果表明:传感器流变应力恢复曲线与岩石蠕变试验曲线规律一致,保证了测试结果的准确性;鱼卡一井水平应力大于自重应力,地应力测点处的应力以构造应力为主。     

开挖对岩质边坡稳定性影响的数值模拟

以西部某露天矿开挖形成的岩质边坡为工程背景,运用数值模拟软件FLAC3D对开挖过程中岩质边坡体开挖方向上的应力演化和变形规律进行了数值模拟研究。研究结果表明：由于露天开挖形成的岩质边坡工程体在开挖过程中其内的压应力将发生明显的减小,自上而下呈“W”型分布,且在边坡体的中部将形成明显的拉应力区,这将是岩质边坡体发生失稳的原因之一;开挖过程也将导致岩质边坡内各岩层产生明显的膨胀变形,且埋深越大时产生的膨胀变形越大;由于复杂应力演化条件作用,岩质边坡坡脚处产生的沿开挖方向的变形最大。     

基于围压恢复加固理论的软岩巷道支护机理研究

以首云铁矿为工程背景,针对其矿岩水理性差、稳定性差等特点,采用室内试验、理论分析、现场实践和监测分析等综合方式,提出了长短锚杆结合的锚喷网支护,配合强化的护表结构和支架的联合支护方式。结果表明,临时支护有效地封闭了围岩,避免了开挖巷道的进一步破坏,长短锚杆相结合充分利用了深部围岩稳定性,将开挖区应力进行了转移,以钢筋条带和喷浆进行的护表结构对上部围岩提供了有力支撑。监测表明,巷道表面位移累计量不超过30mm,有效地抑制了巷道变形,所得结论对软破岩巷道支护具有重要的借鉴意义。     

巷道顶板多点离层监测仪的设计与应用

 巷道开挖破坏了巷道围岩原始平衡状态,巷道围岩体内的原始应力发生二次分布,如果二次应力超过围岩强度极限,巷道围岩将产生失稳破坏。巷道顶板多点离层监测仪可以实时监测记录顶板各位置岩层位移情况,及时掌握巷道围岩动态信息,以便根据具体情况,及时采取补救措施和调整支护参数,确保矿井的安全生产和高效开采。巷道顶板多点离层监测仪由机械式深基点位移放大器和深基点位移计组成,本文着重阐述了巷道顶板多点离层监测仪的设计原理、具体实施方式和此监测仪的科学先进性,并介绍了在神东煤炭集团寸草塔矿地应用情况。