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。     

隧道围岩稳定性的有限元分析

根据地下结构设计理论和岩石屈服的Drucker-Prager准则，考虑到了围岩的自身承载能力，采用有限元的分析方法对广西柳州一处公路隧道围岩的稳定性进行了分析。分析了开挖方式、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依据。     

大断面特长公路隧道开挖仿真分析与监控量测

以渝湘高速公路白马隧道为依托,用有限元计算软件ANSYS对隧道开挖力学进行数值模拟,分析开挖后隧道的位移场、应力场,判断隧道的开挖和支护方式是否合适。同时,在隧道施工过程中对围岩位移和应力进行监测,分析了围岩的位移、应力状态随时间的变化规律。为隧道施工过程中支护方式和支护时间的选取提供合理依据,可以弥补过去单纯用数值模拟所带来的不足(比如岩石中节理的变化在数值模拟中很难描述精确),提高了安全可靠性。     

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.     

大断面特长公路隧道开挖仿真分析与监控量测

以渝湘高速公路白马隧道为依托,用有限元计算软件ANSYS对隧道开挖力学进行数值模拟,分析开挖后隧道的位移场、应力场,判断隧道的开挖和支护方式是否合适。同时,在隧道施工过程中对围岩位移和应力进行监测,分析了围岩的位移、应力状态随时间的变化规律。为隧道施工过程中支护方式和支护时间的选取提供合理依据,可以弥补过去单纯用数值模拟所带来的不足(比如岩石中节理的变化在数值模拟中很难描述精确),提高了安全可靠性。     

极浅埋连拱隧道施工过程围岩力学行为的模型试验研究

以长城岭连拱隧道为工程背景,针对极浅埋连拱隧道施工过程中围岩的力学变化特征,采用室内模型试验的方法对隧道开挖过程进行模拟,利用相关监测元件对应力、应变及围岩压力等信息进行采集和分析;借助有限差分软件对开挖过程进行数值模拟,结合数值计算结果验证了模型试验的结论,最终揭示了极浅埋连拱隧道伴随开挖围岩不同位置的应力变化规律,并得到了中隔墙上部及基底压力的变化趋势。     

隧道爆破振动速度研究

在隧道爆破开挖中,频繁反复的爆破冲击动压力对隧道设计轮廓线、施工误差和围岩的稳定性等有很大影响。依据爆炸动力学理论和弹性波动理论,分析了同时起爆和微差起爆所产生的爆炸应力场。根据爆炸波在传播过程中的叠加机理,提出了爆破后隧道围岩质点振动速度解析解。爆破振动速度解析解的提出,为隧道开挖采用合适的爆破掘进方法、减少施工误差及提高围岩的稳定性提供了理论依据。     

多年冻土隧道开挖稳定性分析

采用通用有限元程序,利用温度结构间接偶合方法,通过数值模拟,分析多年冻土隧道开挖过程中可能出现的应力集中区和围岩变形,以选取合理的开挖方案和衬砌结构形式;通过热应力分析,分析多年冻土隧道施工环境温度场与多年冻土围岩稳定的关系,得出施工环境温度的变化对多年冻土围岩的稳定影响并不是在于其引起的强度变化,而是在于其引起的裂隙状态变化,明确了施工温度场对多年冻土围岩稳定的影响主要表现为因融化造成的局部崩塌,该结论可为多年冻土隧道施工提供依据。     

高原地区隧道工程中穿越破碎围岩的施工技术

以青海省果洛州大武至久治(省界)公路扩建工程DJ16标夏德尔隧道破碎围岩施工为例,介绍了破碎围岩预注浆加固处理,初期支护施工加强的质量控制,以及开挖进尺、安全距离的控制,并确保开挖过程中开挖面不坍塌,初支不换拱。     

隧道断层破碎带坍塌机理及处理措施研究

在断层破碎带结构下进行隧道施工,容易引发围岩滑动失稳甚至隧道坍塌等施工灾害.为探究断层破碎带开挖坍塌机理及对应解决措施,研究以X隧道为依托,使用PFC2D离散元软件对断层破碎带开挖过程进行数值模拟.节理面和隧道开挖面相较或距离较近时,对隧道开挖稳定性影响较大.断层破碎带容易沿节理面出现滑动破坏出现坍塌情况,并且该破坏存...     

乌鞘岭隧道大变形围岩松动圈测试与分析

隧道工程施工期围岩松动圈的测试与判定,对于施工支护设计具有重要作用。地震折射层析法是测试围岩松动圈的较为有效的方法。通过对乌鞘岭隧道大变形围岩松动圈测试与分析,明确了乌鞘岭隧道穿越F7断层带地段的围岩松动圈范围,指导了该段隧道的开挖支护施工。     

“引大济湟”×××隧洞围岩变形探讨

青海省引大济湟调水总干渠工程×××隧洞主要采用双护盾式TBM施工.在穿越高埋深的区域性断裂带时,采用绕行导坑人工钻爆法施工.对采用绕行导坑的围岩变形情况进行分析,指出在隧洞开挖过程中围岩变形的时间效应,为修改设计与指导施工提供理论依据.     

建筑物下软岩巷道建设过程中的支护载荷问题研究

在软岩巷道建设过程中,软岩巷道失稳是影响建设安全的重要问题。通过分析巷道围岩与巷道支护之间的相互作用,经过力学计算,得出软岩巷道失稳的主要原因。经过理论分析与实例论证,软岩巷道的正确支护的设计前提是建立稳定的支护,在稳定的支护作用下使周围围岩的积蓄能可以最大限度地释放,另外,使以变形形式转换的工程力达到最大值,这样巷道围岩的自承力也能趋近于最大值,这时巷道的支护力可以趋近于最小值。     

采矿巷道围岩变形机理的初步研究

使用收敛观测法监测了某铁矿采区水平巷道开挖后围岩位移变化情况,并对采区水平巷道建立有限元模型,模拟巷道开挖后围岩应力、应变状况,通过巷道变形监测及数值模拟结果的对比验证了围岩变形机理的结果.     

软岩隧洞围岩稳定分析及施工方法研究

在软岩地层中开挖大跨度引水隧洞,围岩自稳能力差,如何保证围岩稳定,进行安全施工是最突出的问题。通过现场踏勘调研,根据引水隧洞的工程地质条件,建立三维模型,基于卸荷岩体力学理论与方法,对开挖后的围岩稳定性进行了详细计算分析。计算结果表明,考虑开挖过程中的动态卸荷效应后,围岩产生了较大的变形,但主要集中在断层和隧洞相交的局部位置附近,洞轴线剖面其它位置的拱顶沉降大约在10 mm左右,隧洞周边位移相对值在规范允许范围之内,没有大范围失稳趋势。断层、不整合接触带位置附近的卸荷效应影响尤为明显,出现了明显的塑性区,产生了局部变形和应力集中,应该引起足够的重视,在开挖的过程中要及时或超前支护。最后,根据计算分析结果,提出了一些切实可行的施工方法建议措施。研究成果为引水隧洞的设计和施工支护提供了重要的参考。     

基于模型试验与FEM的TBM圆形隧道压力拱成拱规律

不同于软土盾构隧道,TBM隧道多用于岩体条件下隧道的挖掘,传统土力学方法不适用于TBM隧道的荷载计算。在岩石隧道中,荷载的产生与压力拱的形成息息相关,通过对TBM圆形岩石隧道的压力拱分析来确定荷载大小及围岩开挖影响区。通过对围岩开挖后应力变化的理论分析与简化,得到便于使用、结果直观的岩石隧道压力拱范围的判别方法。随后采用大型模型试验,对隧道开挖的塌方情况以及洞周应力变化情况分析,以验证该方法的合理性。最后,将该方法用于TBM圆形岩石隧道中,与各规范计算结果进行对比分析,并对不同埋深下TBM圆形隧道的压力拱区域进行分析,得到盾构隧道压力拱成拱情况以及其对衬砌受力情况的分析结果,以指导工程。     

整合矿井采空区内掘进巷道围岩综合控制技术研究

 针对重组整合矿井总回风巷掘进通过采空区时巷道围岩稳定性差,巷道掘进、支护困难的现状。通过理论分析、方案设计、现场工业性试验,建立了采空区内掘进巷道围岩综合控制技术体系。根据掘进巷道开挖过程中遇到的三种不同情况提出了巷道掘进前高冒区充填注浆构成人工假顶及掘进时钻孔超前注浆提高围岩强度技术方法,提出了锚杆（索）网与料石墙工字钢砼背板棚联合支护的多层次综合支护技术方法,解决了采空区覆岩强度低、自承结构能力小的围岩控制技术难题。实践表明,采用综合控制技术有效保证了巷道围岩稳定,对类似条件下的井巷施工具有重要的借鉴意义。