考虑高地温及其梯度影响的围岩分级方法初探

工程岩体分级是岩石力学及其工程应用研究的最基本内容之一,当前岩体分级体系中尚无考虑高地温及高温度梯度等复杂地质环境下的围岩分级方法。依托南疆某水电站高温洞段引水隧洞工程建设,基于现场地质描绘、现场钻孔测试及室内岩石力学试验成果,采用RMR、GSI、BQ和HC等不同分级体系对高温洞段开展岩体质量评价;最后根据实际围岩级别与定性和定量分级结果对比分析,提出了高地热下围岩类别影响因子及阈值指标,给出了高地热赋存环境状态对围岩分级的修正方法,在此基础上提出适用于高地温梯度环境下的隧洞围岩质量分级与评价方法。研究表明,考虑了温度修正后,各类围岩的岩体质量评价结果相对传统方法减小1/4~1/2级,与实际定级结果更为接近,提高了分级的准确率。研究结果对于存在高地温的隧洞围岩分级有参考价值。     

工程岩体分级在引松供水工程中的应用

隧洞围岩岩体质量分级、岩体级别和岩体物理力学设计参数的选取对工程安全和投资影响非常大,也决定了设计成果的可靠性和先进性。岩体物理力学设计参数选取不合理不但会对工程投资造成浪费,而且会影响工程的安全。依据GB50218—94《工程岩体分级标准》及执行以来的工程应用实践效果、对该标准BQ法与RMR法级别划分的对应性进行验证。利用岩体基本质量指标BQ,减少分级的主观性,提高分级的精度,降低工作难度,方便不同设计阶段的工程应用。     

基于复合权重灰色关联度法的隧道围岩质量评价

为了准确评价隧洞围岩的稳定性,降低开挖过程中的风险;选取岩石单轴饱和抗压强度、岩体完整性系数、地下水条件、结构面状态作为围岩评价指标,建立了基于熵权法、层次分析法的组合权重计算方法,并采用灰关联度分析法构建了隧道围岩质量的评价模型;以云南西山营隧道为例运用该模型,采用改进BQ法进行验证,对比发现:灰色关联分析模型与改进BQ法的评价结果具有高度的一致性;该评价模型可行性和可靠性较强,可为围岩质量评价提供一定参考。     

基于多因素可拓物元法的围岩稳定性评价

为了能准确评价隧洞围岩的稳定性,降低隧洞开挖过程中发生事故的风险。以云南西山营隧道为例进行分析,采用改进的层次分析法确定指标权重,以岩石完整性系数、岩石抗压强度、结构面影响系数、地下水修正系数为隧道围岩分级指标体系,建立多因素可拓物元模型,对隧道围岩的稳定性进行评价;并采用修正BQ法对围岩分级进行验证。结果表明:利用两种方法得出来的围岩级别基本相同,说明基于可拓物元法在围岩的稳定性评价是可靠性的。该方法简单可靠,可为实际工程隧道围岩分级及稳定性确定提供参考。     

岩滩水电站扩建工程围岩分级及其力学特性

各类岩石工程需首先按国标<工程岩体分级标准)(GB50218-94),对岩体进行分级,先确定岩体基本质量BQ值,再结合工程的影响因素进行修正,确定详细分级,得出[BQ]值.洞室工程可按相关的拟合关系式估算出国岩分类法Q值和RMR侬值.主要力学参数可按无实测和有实测试验资料两种情况,选用本标准相对应的岩体力学参数和试验统计的折减值,经审核确定,岩滩水电站扩建工程围岩基本质量分级主厂房洞区为Ⅱ级,尾水洞区为Ⅲ级.     

巴顿Q系统在隧洞支护设计中的应用

巴顿Q系统广泛应用于地下洞室围岩分类、岩质边坡岩体质量分级等方面。文中通过某水工隧洞应用实例,运用Q系统对现场隧洞开挖后的围岩进行分级,并对隧洞支护设计提出合理建议。     

基于三维地质建模的大型地下厂房岩体质量分级

岩体质量分级是定量化描述岩体结构复杂性的手段,为岩体工程稳定分析与合理利用提供依据。系统介绍了基于ItasCAD三维地质模型的岩体质量分级方法和实现过程,并以镇安抽水蓄能电站大型地下厂房为研究对象,运用BQ、RMR和水电HC分类对围岩质量进行分析评价。结果表明,虽然各岩体质量评价方法的侧重点有所不同,但ItasCAD能将这3种方法综合使用,起到相互借鉴与补充的作用,进而更加真实地反映岩体的质量条件,可为地下工程岩体质量分析与评价提供借鉴。     

BQ法边坡工程岩体质量指标计算的修正系数研究

《工程岩体分级标准》(GB/T 50218—2014)(简称《国标》)中给出了边坡工程岩体质量指标[BQ](简称边坡[BQ])的计算公式以及计算公式中修正系数的取值方法,用于国内边坡工程岩体质量分级和边坡自稳能力评估。通过对边坡[BQ]计算公式的研究,并参考其他常用的边坡工程岩体分级方法,指出了边坡[BQ]计算公式中的修正项和修正系数评价指标存在改进和完善的空间。在现有的边坡[BQ]计算公式的基础上,补充了坡高影响修正系数和应力状态影响修正系数以及相应的计算公式和取值标准,在结构面性状影响修正上细化了评价指标和相应的取值标准,使其更适用于复杂地质条件下的高陡边坡岩体分级,并给出了优化后的边坡[BQ]计算公式以及相应的BQ法边坡稳定性评价系统。研究成果有助于准确地进行边坡工程岩体质量分级,从而为评价边坡稳定性、设计加固方案提供参考依据。     

白溪水库引水隧洞工程中的锚喷支护设计

白溪引水隧洞工程全长105 km,其中隧洞长100 km,洞径分别为4.0、3.3、3.0 m,底宽均为1.8 m的内割圆型隧洞.由于引水隧洞线路较长,沿线穿越多处断层及破碎带,工程地质条件复杂,锚喷支护作为永久支护的一种及最重要的初期支护手段,在该工程中起到重要的作用.对隧洞围岩分级依据和锚喷支护型式和参数的选择作了详细阐述.     

《工程岩体分级标准》中基本质量指标BQ的简化图解法

针对目前国内外岩体分级体系的多样性,依据评价岩体稳定性的基本方法归纳总结了工程应用中典型的岩体分级方法。根据我国岩体分级的最新规范《工程岩体分级标准》(GB/T 50218—2014),整理了规范中岩体分级的逻辑结构图,提出了岩体基本质量指标BQ的简化计算方法。利用数形结合的思想,将定量指标BQ用简化图解法来表示,通过不同行业内岩土工程的具体实例进一步验证该方法的可行性,所得成果可为岩土工程的稳定性研究提供参考。     

水电工程隧洞围岩分类专家系统的开发与应用

对水电行业常用的围岩分类方法进行总结分析，运用专家智能分析判断的原理，开发了水电工程隧洞围岩分类系统程序。以天生桥二级水电站右岸1#引水隧洞围岩分类为例，采用开发的水电工程隧洞围岩分类系统，对4种围岩分类方法进行对比分析，发现分类结果具有良好的可对比性。通过该系统的开发及运用，实现隧洞围岩分类的快速定量化，大大提高了工作效率。     

水工隧洞围岩分类的人工神经网络方法研究

本文应用人工神经网络原理解决水工隧洞围岩分类这一非线性和不确定性较大的实际问题,通过建立隧洞围岩的力学指标和环境因素的BP判定模型,为水工隧洞围岩分类提供可靠的途径。     

楠溪江供水工程长距离引水隧洞围岩工程地质分类

根据现场试验和实际开挖地质编录成果,参考相关工程规范,采用工程类比的方法对楠溪江供水工程引水隧洞围岩进行了Q系统和RMR分类,提出了围岩主要物理力学参数建议值以及合理的设计支护措施,有效保障了该引水隧洞的围岩稳定和水工结构安全。     

水工隧洞TBM施工适宜性围岩分类研究

隧洞掘进机TBM已逐渐成为水工深埋长隧洞的常规施工方法,而现行规范的围岩分类主要以隧洞围岩稳定性和支护措施为判别因素,仅适用于钻爆法隧洞。为此,梳理国内外不同工程的围岩分类指标体系和TBM施工特点,在隧洞围岩基本分类的基础上,重点分析了TBM掘进效率和不良地质条件,构建了TBM施工适宜性围岩分类方法。总结大量工程案例,综合权衡超硬岩、岩爆、断层破碎带、大变形、突涌水(涌泥)和高外水压力六个关键因素对TBM施工的定量影响,提出了可量化围岩分类指标。工程应用表明,TBM施工适宜性围岩分类方法可依据工程地质资料快捷完成围岩分类,能有效指导TBM隧洞施工,且具有较好的通用性和易用性。     

含原生隐性节理工程岩体分级方法

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩体内原生微裂隙发育,分布有宏观肉眼不易辨认的隐性节理,节理面较平整,多呈闭合状,为断续镶嵌结构,但岩石强度大,纵波波速高,岩体本身质量及其实际结构特征与测试得到的物理力学性质不相匹配。以白鹤滩水电站坝基柱状节理玄武岩作为含原生隐性节理的代表性岩体,基于其特殊性状,开展现场钻孔取芯、声波测试与点荷载试验,采用目前较为常用的几种工程岩体分级方法对其开展分级研究,对比分析岩体分级的结果与工程实际情况是否具有一致性;并以BQ分级方法为基础,在特定条件下引入RQD来修正岩体完整性系数K_v值,建立了一种适用含有原生隐性节理的工程岩体分级方法;将该方法用于白鹤滩柱状节理玄武岩的工程分级,分级结果与工程实际具有较好的一致性;最后,通过现场原位岩体变形试验对改进的分级方法进行验证可知,测试得到的柱状节理玄武岩变形参数与改进后BQ法的分级结果具有较好的匹配性。     

某引水隧洞深埋软岩洞段围岩变形量敏感性分析

通过深入分析西南某深埋长引水隧洞软岩洞段地应力钻孔实测资料,得到了水平构造应力侧压系数随隧洞埋深的变化规律。在此基础上,采用快速应力边界法开展数值计算,探讨洞型、围岩类别、埋深等因素对该段围岩变形量的影响及其变化规律,开展了围岩变形量敏感性分析。结果表明,该洞段围岩变形量随围岩类别降低而增大,随埋深增加而增大。研究成果可为该类隧洞深埋软岩洞段开挖支护设计提供借鉴。     

拉西瓦水电站主厂房施工前后围岩类别对比分析

拉西瓦水电站是黄河上游最大的水电站工程，右岸地下厂房系统具有深埋性、洞群式、大跨度、高边墙、延伸长等特点。随施工进展，地质编录、图件绘制、超前预报、计算分析等施工地质工作同步进行。简要总结主、副厂房洞室围岩的分类，并将其与前期勘探资料进行了对比，两者围岩类别划分基本一致。     

全断面掘进机施工隧洞的围岩地质条件

我国目前的地下工程围岩分类法,对于全断面隧洞掘进机施工都不完全适用。文中从隧洞掘进机施工的特点和总结山西引黄工程等双护盾式掘进机隧洞施工的经验入手,以GB50086等国家标准为参照,提出以岩体结构、地下水、围岩强度应力比、能否形成围岩承载圈和毛洞稳定情况等为衡量指标的掘进机施工适宜性分类方法。可供同类工程施工、衬砌设计和制订相关标准参考。