隧道顶部溶洞影响围岩稳定性的模型试验研究

利用公路隧道结构与围岩综合实验系统，对石灰岩地区大断面隧道开挖过程中，隧道顶部不同距离上的溶洞对围岩稳定性的影响进行相似模型实验研究，实验结果表明，开挖引起的总释放位移随溶洞的距离呈现成函数变化；在有容洞的断面开挖瞬间释放位移增量随溶洞离隧道的距离增大而减小；开挖后的流变位移也随溶洞的距离增大而减小。开挖瞬间的位移释放率随溶洞距离而呈现减小的趋势，约为23％—25％。开挖后的流变位移释放率与溶洞距离没有明显的关系。     

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。     

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。     

连拱隧道围岩稳定性模型试验

利用"公路隧道结构与围岩综合实验系统(CTSSSRH)",对连拱隧道在不同开挖方案下的施工动态过程进行了相似模型试验,得到了围岩变形全过程曲线,研究了连拱隧道围岩位移、变形等发展规律,提出了Ⅲ类围岩合理的开挖方案。     

连拱隧道围岩稳定性模型试验

利用“公路隧道结构与围岩综合实验系统(CTSSSRH)”，对连拱隧道在不同开挖方案下的施工动态过程进行了相似模型试验，得到了围岩变形全过程曲线，研究了连拱隧道围岩位移、变形等发展规律，提出了Ⅲ类围岩合理的开挖方案。     

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.     

溶洞形态对隧道围岩稳定性影响研究进展

随着我国交通运输业的快速发展和科学技术的日益革新,隧道方案如今在全国范围内得到广泛应用,大量隧道穿越岩溶地区,岩溶隧道在我国西南地区十分常见,极易发生突水突泥灾害。在系统收集整理了国内外关于岩溶隧道的资料与文献后,分析了溶洞位置、形状对隧道围岩应力、变形和位移的影响,讨论了溶洞间距对开挖段围岩的影响,分析了含不同类型充填物岩溶的失稳特性。总结得出,溶洞分布位置的不同对隧道围岩的主应力及塑性区影响较大,溶洞的大小和与隧道间的间距对围岩的竖向沉降影响较大,而充填物中黏土含量越高,岩溶管道发生破坏所需的水力梯度也就越大。同时,分析了目前修建岩溶隧道的不足之处,如在数值模拟研究过程中,没有考虑围岩工程性质和结构变化的影响,在今后的研究中应更加符合实际的工程情况来开展,并对未来的发展方向进行猜想与规划,对今后在岩溶地区施工遇到同类情况起到参考借鉴作用,以降低隧道开挖及后期运营过程中的安全风险。     

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     

基于数值模拟的顶部岩溶隧道围岩稳定性分析

隐伏溶洞对隧道安全施工具有重要影响,以某隧道为例,采用FLAC3D研究不同直径、距离下的顶部溶洞对隧道围岩稳定性的影响.结果表明:隧道发生突水、涌水的安全距离约为6 m,隧道周边变形主要是以竖向位移量为主.当溶洞与隧道的距离大于2～3倍溶洞半径范围时,对隧道的影响将会减弱.两者之间距离每增加2 m,其塑性区体积约减少1...     

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。     

隧道侧岩溶分布对围岩稳定性影响的数值模拟研究

以朝东岩隧道为背景,运用二维弹塑性分析研究了隧道侧面45°和正侧面不同大小、不同距离的溶洞分布对隧道围岩稳定性的影响。研究结果表明:隧道侧面溶洞随距离的增大,围岩稳定性增强,距离与隧道开挖引起的释放位移之间存在明显的相关关系,影响的分界线大约在溶洞尺寸的2～3倍;在拱顶附近的周边释放位移比底部的释放位移大。同时隧道侧面的溶洞容易引起隧道开挖过程中的偏压现象,隧道整体向溶洞一侧发生释放位移。     

灰色归类模型在隧道围岩稳定性分级中的应用

在综合分析研究的基础上,选用岩体完整性、岩块强度特征等六指标的五级分类体系,构建了基于隧道围岩稳定性分类的标准数据库,建立了隧道围岩稳定性的五级灰色归类模型,有良好的应用前景。     

公路隧道施工期围岩快速分类极限学习机模型研究

针对以往智能优化算法学习速度慢、对参数选择敏感等问题,引入极限学习机(ELM)方法用于围岩分类。在分类指标方面,结合快速性与准确性,制定快速分级参数标准,以公路隧道设计规范中的BQ法为基准,从以往及正在施工的隧道中收集对应的样本,从而建立了公路隧道施工期围岩快速分类的极限学习机模型。之后将正在开挖隧道工作面的快速分级参数,提供给模型进行判别,达到快速、精确分级目的。通过抚松隧道实际验证,该模型判断结果与实际施工情况吻合,可用于指导施工阶段的隧道围岩快速分级。     

基于透明岩体的深部隧道围岩变形分析

鉴于当前实验条件,无法直接观测岩体内部的变形演变过程,难以满足对岩体内部全域的变形时间效应与空间特征分析的要求,以透明岩体实验新技术为出发点,对模型隧道周边围岩的内部变形过程进行全程二维数字照相量测,得到深部隧道围岩内部变形的时空演化规律。研究发现:隧道顶部、帮部及底部的岩体径向位移都大致与隧道埋深呈指数衰减关系;隧道拱顶、拱底、左腰和右腰处岩体的径向位移都与顶部荷载呈指数递增关系;随着顶部荷载的增加,隧道顶板岩体最终将沿着两侧拱腰斜方向一定范围内两条弧线而向隧道内发生整体性剪切滑动,导致隧道失稳破坏。研究结果揭示了深部隧道围岩变形破裂时空演化机理,为深部隧道事故防治提供了依据。     

基于隧道断面相对变形率判定围岩稳定性的研究

目前常用的判定围岩稳定性手段主要是监测隧道特征点或测线位移,但这种监测方法评价围岩稳定性存在诸多弊端。为此,本文从应变能角度对隧道围岩系统势函数进行理论分析。首先推导了围岩4个分区的应力、应变及位移表达式,进而分析各个分区的应变能,据此建立了隧道围岩系统势函数,并根据软岩破坏时的全应力应变曲线特征,确立隧道围岩系统势函数尖点突变模型,提出了定量评价围岩稳定性的理论依据。利用数值模拟手段,分析了不同荷载释放系数下隧道围岩特征点或测线位移、隧道围岩系统势能、隧道断面相对变形率3类指标变化规律。根据尖点突变模型,利用3类指标对围岩稳定性做出定量评价,并对3类指标下围岩破坏时的荷载释放系数进行对比分析,探讨了利用断面面积相对变形率指标判定围岩稳定性的可靠性。     

软弱夹层对隧道围岩稳定性影响规律研究

宜巴高速公路石门垭隧道具有地质条件复杂、围岩软硬交替、高地应力等特点,施工过程中常发生围岩层状剥落、侧墙滑塌等现象,严重威胁隧道施工安全。为确保施工安全,有必要采取一些措施为实际施工提供技术指导,采用FLAC^3D有限差分法分析软件,模拟分析了隧道含不同倾角及位置的软弱夹层时围岩的稳定性,通过分析围岩位移场、塑性区及应力场的分布特征,得出了软弱夹层倾角及位置对隧道围岩变形、破坏区及应力分布的影响规律。所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供借鉴和参考。     

层间孔隙岩溶影响隧洞稳定性的数值模拟研究

以重庆巴南区某引水工程为研究背景,采用基于流固耦合理论的二维有限元数值模拟方法,通过有限元软件ABAQUS对隧洞工程选取13个主要断面建立相应的数值模拟模型,分析不同位置水工隧洞断面的围岩在开挖过程中的应力、位移和涌水量变化情况,得出层间孔隙岩溶对隧洞开挖稳定性的影响并提出建议。研究结果表明:隧洞跨层时应力及位移均会产生复杂变化;透水层的存在一定程度上加快了应力消散,并减弱隧洞变形速度;隧洞涌水量与其在透水层中的面积大小有关。     

基于溶洞随机模型的岩质边坡稳定性评估研究

以城门山铜矿为例,提出了一种溶洞随机模型并将其应用于评估岩溶地区岩质边坡稳定性。钻孔数据统计表明溶洞长度分布服从负指数规律,而石灰岩长度分布是无规则的。基于钻孔数据,分别采用逆变换法和舍选法生成溶洞和石灰岩长度;同时,借鉴极限平衡法中竖直条分思路,将岩溶区域离散为有限数量的竖直条块;在此基础上,开发了溶洞随机模型生成软件。将溶洞随机模型导入极限平衡法,提出了一种岩溶地区岩质边坡稳定性评估方法。研究发现,溶洞随机模型模拟所得的溶洞特征参数与钻孔统计结果非常接近。考虑溶洞影响效应,城门山铜矿典型边坡的安全系数明显降低。该方法对于类似岩溶地区的溶洞分布模型构建以及岩质边坡稳定性评估具有重要的指导和推广意义。