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。     

岩溶地区公路隧道的围岩分级方法研究

喀斯特地区岩溶问题影响着隧道工程的安全施工,对隧道进行围岩分级刻不容缓。以广东省龙怀高速公路马口排岩溶隧道为工程背景,根据实际开挖掌子面得到的可溶岩性、构造切割程度、地下水条件等因素确定岩溶发育评价的定性指标,根据围岩形态、充填物、地下水等条件对隧道工程的影响程度来确定岩溶发育评价的定量指标,进而得出岩溶隧道的围岩分级结果,以为类似岩溶隧道围岩分级提供借鉴。     

岩溶地区隧道设计与施工

我国西南地区存在大量的可溶岩，岩溶发育良好，但修建隧道时难免会遇到溶洞、暗河、突泥、突水等不良地质现象，对隧道的安全性极为不利。本文结合我公司在西南地区公路项目来解读在岩溶地区的隧道设计中应考虑的各种因素及一些常见的处理措施，并评价了其影响程度，以便更好地对隧道施工给予指导。     

南方岩溶区公路隧道施工期围岩分级方法及其应用

针对南方岩溶区公路隧道施工期围岩分级特点,分析获得以岩石强度、岩体完整程度、地下水状态、结构面状态、结构面走向与隧道轴线关系和岩溶发育对隧道影响程度为基础的遗传神经网络模型和岩溶发育对隧道影响程度指标评价标准。并将其运用于广西河池六寨—宜州高速公路天生桥隧道和关上二号隧道进行实例验证,将分级结果与专家判定级别进行对比,准确率达93.3%。     

软弱围岩复杂岩溶段隧道施工技术研究

岩溶广泛分布于我国西南地区,如何解决软弱围岩复杂岩溶段隧道施工的问题是隧道建设的关键。以金口河隧道为背景,介绍了岩溶路段的处理原则,结合岩溶的类别和规模、岩溶水发育情况、岩溶空洞与隧道的位置关系等提出相应的施工技术,研究成果可为同类工程建设提供经验参考。     

岩溶隧道施工过程中围岩位移特征分析

岩溶区隧道因受岩溶发育程度的影响,其围岩位移特征与一般隧道存在较大区别。以宜万铁路某岩溶隧道为工程背景,对侧部含有溶洞的隧道施工过程中的围岩位移特征进行了相似模型试验和现场测试。结果表明:隧道开挖后,围岩分别向溶洞内和隧道内变形,溶洞与隧道之间的围岩向两个相反的方向变形,是最危险区域。靠近溶洞附近的边墙、拱肩和拱顶处围岩的位移值要比远离溶洞侧的相应部位处的围岩位移值大。研究结论对岩溶隧道的设计与施工具有一定的参考价值。     

相关科技研究成果简介

岩溶地区大断面隧道围岩稳定性及控制技术研究属于交通、能源技术领域，主要用于解决岩溶地区的公路隧道修筑过程中对围岩的稳定性进行预测、评价与控制问题。     

四车道公路隧道动态施工力学研究

四车道公路隧道由于跨度特大和断面扁平,加上施工期间各道工序的相互影响、围岩的多次扰动等诸多因素,导致施工过程中的动态施工力学行为极为复杂,围岩极易发生失稳乃至坍塌。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,对四车道公路隧道在不同施工方法下的施工动态过程进行相似模型试验与数值模拟,研究四车道公路隧道围岩与结构位移、应力、应变及破坏区等的分布与发展规律,得到四车道公路隧道在不同施工方法下的动态施工力学特征,并提出合理的施工方法。     

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     

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。     

岩溶隧道施工围岩变形动态监测与仿真分析

 岩溶区隧道因受岩溶发育程度、岩溶位置等影响,其围岩位移特征与一般隧道存在较大区别。以达成高速铁路宝石岩隧道为工程背景,对侧部含有溶洞的隧道围岩变形进行现场监测研究,并运用有限差分软件FLAC3D进行仿真分析,现场监测和仿真分析所得围岩变形规律基本一致。结果表明：隧道开挖后,围岩分别向溶洞和隧道内变形,溶洞与隧道之间的围岩向两个相反的方向变形,是较危险区域;靠近溶洞的隧道左侧特征位置的位移值要比远离溶洞的隧道右侧相应部位的位移值大,其中,左边墙的水平位移是右边墙的2倍左右。随着开挖断面处溶洞尺寸的逐渐增大,拱顶下沉位移增量最大,边墙水平位移增量次之,腰拱水平位移增量最小。溶洞顶部下沉位移和靠近隧道的溶洞右侧部水平位移较大,溶洞其他部位的位移值较小。侧部含有溶洞的隧道,其围岩变形的非对称性容易使隧道受“偏压”。所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

侧部岩溶隧道围岩稳定性数值分析与研究

 结合忠垫高速公路岩溶隧道施工过程,利用有限差分软件FLAC3D对侧部含有溶洞的隧道围岩稳定性进行数值模拟研究,并将数值计算结果与现场监测结果进行比较分析。结果表明：隧道开挖后,围岩分别向溶洞内和隧道内变形,溶洞与隧道之间的围岩向2个相反的方向变形,是较危险区域。围岩塑性区主要集中在隧道的周围和溶洞的左右侧部,溶洞的顶部和底部处塑性区较少。隧道与溶洞之间的围岩由于应力集中可能使围岩产生过大的变形和岩体破坏,对其稳定性要给予特别重视。所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

浅议岩溶地区隧道设计

介绍了岩溶的成因及其对隧道结构的影响,对岩溶区隧道设计进行了重点研究,论述了超前地质预报的方法和隧道有效注浆设计,深入探讨了隧道衬砌结构的设计要点,包括围岩分级、支护体系设计以及抗水压衬砌设计,以期为岩溶地区隧道施工奠定基础。     

岩溶隧道施工关键技术及其工程应用

介绍了岩溶隧道主要地质灾害问题,针对岩溶隧道特点,阐述了岩溶隧道施工关键技术的技术要点及实施方法,并通过具体工程实例加以说明,提出了关于加强岩溶隧道施工管理的建议,以期进一步提高岩溶隧道施工工艺。     

溶洞位置对隧道围岩稳定性影响的有限元分析

根据常用的岩石屈服的Drucker-Prager准则,结合广西六珠岭隧道实际工程,采用有限单元法,利用ANSYS软件建立二维分析模型,模拟分析了位于隧道不同位置平行隧道走向的溶洞对围岩稳定性的影响,得出了几点有帮助的结论,为西南岩溶地区隧道施工、设计和研究提供一些指导。     

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。     

侧部岩溶隧道围岩与支护结构力学特性分析

岩溶区隧道因受岩溶的影响,其围岩与支护结构力学特性与一般隧道存在较大区别.以忠垫高速公路某岩溶隧道为背景,采用三维快速拉格朗日法,对侧部岩溶隧道施工过程中的围岩位移、应力、塑性区和锚杆轴力及喷混凝土层力学特性进行研究,并将计算结果与现场监测结果进行了比较分析.结果表明,隧道开挖后,围岩分别向溶洞和隧道内变形,溶洞与隧道之间的围岩向两个相反的方向变形.塑性区主要集中在隧道的周围和溶洞的左右侧部.隧道与溶洞之间的围岩应力集中程度较高.靠近溶洞侧的锚杆轴力及喷混凝土层轴力和弯矩要比其他位置的相应值都要大.