单洞四车道公路隧道开挖的模型试验

通过对某单洞4车道公路隧道在2种不同围岩条件下3种开挖方案的相似模型实验研究，得到了4车道公路隧道在相似模拟开挖中的位移规律和隧道围岩最终位移，并对依托工程隧道施工进行了指导。     

单洞四车道公路隧道开挖的模型试验

通过对某单洞4车道公路隧道在2种不同围岩条件下3种开挖方案的相似模型实验研究,得到了4车道公路隧道在相似模拟开挖中的位移规律和隧道围岩最终位移,并对依托工程隧道施工进行了指导。     

不同车道数偏压浅埋隧道的稳定性对比分析

偏压浅埋隧道受力特殊,所处工程地质环境复杂,荷载与抗力不明确。隧道车道数的不同使隧道围岩受力、位移产生了变化,在偏压浅埋情况下更加复杂。以广东龙头山隧道工程为背景,在相同偏压浅埋条件下选取单个隧道研究,对二车道、三车道、四车道的公路隧道用FLAC3D软件进行数值模拟对比分析,研究不同车道数隧道的开挖对围岩稳定性的影响。结果表明:隧道围岩竖向与横向位移随车道数的增加而增加;隧道两侧围岩受到的压应力和拱顶、拱底围岩受到的拉应力都是车道数越多受力越大;三种隧道的塑性区都到达了地表,形状大致相似,且车道数越少受影响区域越小;综合应力、位移、塑性区、变形来看,三车道隧道受偏压影响最大,二车道相对最为安全。     

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。     

大风垭口岩石公路隧道围岩及初期支护变形与内力研究

按“新奥法”施工的云南大风垭口隧道全长约3300m，为上、下行分离的双洞单向行车双车道，属于长、大岩石公路隧道。通过现场施工量测，在分析了收敛位移、拱顶位移、围岩内部位移及钢支撑内力等大量实测数据的基础上，研究了围岩及初期支护的变形包括岩石蠕变变形、内力随开挖进度及时间变化的规律，讨论了上、下台阶开挖对围岩的影响。研究结论可望为岩石公路隧道施工提供一定的指导。     

单拱四车道公路隧道施工方法的数值分析研究

采用不同施工方法,对单拱四车道公路隧道进行施工力学数值模拟,分析了不同施工步时的位移和应力集中系数变化曲线,并对施工方法进行比较.研究结果表明:拱顶围岩是否稳定是选择施工方法时必须考虑的关键因素,拱部围岩适宜采用分部或分块开挖;双侧壁导坑法和CD法是开挖Ⅴ级围岩单拱四车道公路隧道较优的施工方法;边墙是最易出现应力集中的部位.     

三车道大断面公路隧道研究现状综述

随着我国高等公路的发展，三车道大断面公路隧道将成为高等级公路隧道的重要组成部分，本文从设计、施工与围岩稳定性，动态施工过程，仿真物理模拟和数值模拟技术等方面详细地阐述了国内外三车道大断面公路隧道的研究现状。     

高速公路特大断面隧道施工过程数值分析

针对单洞4车道公路隧道（最大开挖宽度22．9m,最大开挖面积230m^2）Ⅱ,Ⅲ类围岩地表平坦段双侧壁导坑施工方案,应用平面弹塑性有限元方法,对其施工全过程中支护结构受力性状和围岩的稳定性进行了优化数值分析。结果表明,软弱围岩条件下4车道隧道采用双侧壁导坑法能有效控制围岩位移,两侧导坑交替开挖工序优于一侧导坑先行开挖工序。     

岩溶隧道带压溶腔对围岩稳定性影响分析

以某3车道大断面公路隧道工程为对象,采用有限元软件FLAC3D数值模拟施工中掌子面前方遇到带压溶腔的情况,计算隧道开挖至安全距离时,掌子面前方溶腔水压力变化对隧道围岩稳定的影响分析。计算结果表明:溶腔压力变化会造成掌子面位移的变化,从而释放周围应力;掌子面位移的变化情况是影响围岩压力及围岩应变的主要因素,而溶腔压力自身的大小为次要因素。     

论某公路隧道特殊地段施工技术

随着国民经济的发展,高等级公路建设由双车道向甚至四车道发展,公路隧道由于矢跨比小,开挖后对围岩稳定相当不利,特别是隧道穿越软弱围岩时,采取合理的开挖方案及辅助施工方法对施工安全是至关重要的。结合某隧道的工程实际．介绍了隧道通过大溶洞充填区和松散刚岩堆积区所采用的开挖方法和辅助施工方法。     

公路隧道围岩压力研究与发展

由于岩土体性质、地应力、边界条件、施工过程等方面的复杂性和随机性,使得公路隧道围岩压力的确定或计算变得十分困难.近百多年来,国内外的学者不断地结合新工艺、新技术,从不同角度出发对其进行了深入的研究,从最初的松动压力到现在的形变压力、从经验公式法到反分析预测法等,取得了不少有价值的成果.但随着近年来公路隧道的结构越来越复杂、断面越来越大,现有的这些围岩压力的计算方法已很难满足其建设的需要,发展更加合理的围岩压力计算方法已经成为一种迫切的需要.作者首先对经验公式法、理论计算法、现场量测法、模型试验法和反分析预测法等围岩压力计算方法的研究和发展进行分析和评价,指出这些方法中普遍存在的问题.在此基础上对我国公路、铁路隧道中经验公式的适应性和适用性进行了重点讨论,旨在为公路隧道围岩压力计算的研究和发展提供借鉴和参考意义.     

公路隧道围岩稳定性分析与支护

对力学分析方法、人工智能法、围岩分类法三种公路隧道围岩稳定性的研究方法作了介绍,研究了公路隧道围岩稳定性的影响因素,总结了公路隧道的支护方法及注意事项,为公路隧道的建设提供安全保障。     

富溪双连拱隧道围岩强度及稳定性评价

围岩强度指标是各种隧道工程设计中不可缺少的重要参数,准确预测围岩强度对隧道支护设计和稳定计算十分重要。针对富溪隧道地质条件复杂、围岩稳定性差等问题以现场岩石点荷载试验推测岩石强度,以隧道围岩的Q指标统计为基础,利用基于Q指标的经验公式推测围岩抗压强度,给出了富溪隧道各个断面围岩的抗压强度,据此评价各段围岩的稳定性。研究表明,采用的3个经验公式中,无论平均值,还是分散度,Yudhbir公式预测结果都最接近规范标准值,说明本文所用方法用于隧道工程是可行的。该方法简单、实用,预测结果能够反映围岩工程特性,符合实际,可以作为隧道工程中定量评价围岩强度的有效方法,为隧道设计、施工提供可靠依据。     

超大断面隧道围岩的稳定性分析

根据地下结构设计理论和岩石屈服的Dmcker—Prager准则,考虑到围岩的自身承载能力,采用有限元对广西柳州一处公路隧道围岩的稳定性进行了分析。考虑到开挖方式、开挖顺序对围岩稳定性的影响,对围岩的开挖过程进行模拟。确定不同开挖方式下隧道围岩的位移、应力状态,以及位移、应力状态随时间的变化规律,为隧道施工过程中开挖方案的制定、支护时间的选取提供了依据。     

隧道围岩稳定分析中Hoek-Brown强度准则的运用

结合经典岩体力学理论分析了隧道围岩失稳的原因,然后提出了基于Hoek-Brown强度准则的围岩稳定分析方法,并且结合工程实例论述了其在隧道围岩分析中运用的优越性,认为用其判别完整坚硬围岩的破裂扩展情况的方法是可行的。     

变埋深下软弱破碎隧道围岩渐进性破坏试验与数值模拟

 以一定范围内埋深(25～60 m)的3车道公路隧道软弱破碎围岩(公路隧道IV级)为研究对象,研制相似模型材料和配套试验设备,再现开挖后围岩的渐进性破坏全过程,分析不同埋深下围岩的应力场特征。通过模型材料室内试验获取岩体相关计算参数,引入弹塑性损伤本构模型对试验工况进行有限元数值模拟,计算结果与模型试验吻合较好。综合模型试验和数值模拟结果,可以得出以下结论：(1) 围岩破坏区是隧道塌落荷载的来源,主要集中在拱顶上方区域,在两侧边墙下方和拱底也有局部存在;(2) 隧道埋深对围岩破坏区域大小有重要影响,随着埋深的增大,围岩破坏区域呈渐进扩大趋势;(3) 围岩内的周向应力在隧道开挖后先升高而后逐渐降低,其最大值所在位置即对应压力拱位置,且该位置随着破坏区域的扩大而不断向围岩内部移动,形成动态压力拱现象;(4) 通过对围岩内部周向应力最大值的测试来获取隧道压力拱范围,并进而确定围岩塌落荷载大小,这在理论上是可行的。     

深埋隧道围岩损伤破坏模式的数值试验研究

 深部岩体具有内禀特性。在开挖过程中，由于应力重分布导致围岩损伤破坏，传统岩体力学未能有效揭示其破坏机制。随着细观损伤岩体力学的发展，采用损伤观点解决深埋隧道围岩破坏问题逐渐显示出其优越性，但目前仅在均质性假设的基础上对应力状态和破坏判据进行研究，缺乏对其破坏全过程的相关研究。采用RFPA2D软件对通渝隧道二叠系栖霞组岩性为石灰岩且埋深超过1 000 m的K22+029断面在开挖过程中围岩的渐进破坏过程进行模拟，使用EMS–2型工程多波地震仪实测围岩破坏前、后波速的变化，定量模拟计算围岩损伤度的变化，揭示深埋隧道围岩破坏过程的损伤演化特性及损伤破裂过程中声发射、剪应力及岩体纵波波速等因素的变化特性，得出深埋硬岩隧道以拉剪型破坏为主，围岩破坏顺序依次为拱顶开裂→左、右拱肩裂纹扩展→左、右拱肩围岩深部裂纹；损伤过程中声发射事件数与围岩损伤程度近似成正比关系；损伤围岩表现出明显的非线性特性和损伤局部化特征。所得结论对于隧道施工支护具有指导意义，也为揭示深埋隧道围岩破坏机制进行有益的尝试。     

破碎围岩浅埋偏压隧道衬砌荷载的计算方法

隧道洞口大都会面临围岩破碎、浅埋和偏压等不良地质地形情况,现行规范只给出了偏压隧道衬砌荷载的计算方法.对于破碎围岩浅埋偏压隧道,根据现场情况及实测的衬砌受力和变形特征表明其与规范假定不同,不宜直接利用规范方法.通过工程实例分析及隧道三维数值分析结果提出了浅埋偏压隧道破碎围岩的破坏模式,即隧道开挖后深埋侧岩体滑塌下落挤压...     

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。     

基于统计岩体力学的隧道围岩分级方法

国标《工程岩体分级标准》(GB50218—94)在隧道设计阶段应用广泛,但是由于地质条件的复杂性及岩体各向异性的影响,不能精准预测施工阶段隧道围岩等级。本文基于统计岩体力学提出了针对隧道施工阶段的围岩分级方法,即通过现场岩体结构面统计和岩石力学试验,获取结构面参数和岩石力学参数,应用统计岩体力学强度理论及本构理论,获得具有各向异性特征的岩体弹性模量参数E_m,进而应用经验公式换算得到BQ值,从而确定隧道围岩基本分级。在实例中,小盘岭2号隧道GDK347+360里程处围岩设计分级为Ⅲ级;应用此方法重新分级的结果为Ⅳ级,低于设计分级,这与现场观察和监测的围岩性状吻合,说明本方法在隧道施工阶段能较为客观地反映围岩性质。以上研究结果表明,在含碳泥质板岩隧道围岩施工阶段岩体分级过程中,本方法具有良好地适用性。