输水隧洞软岩变形特性分析及处理

本文主要介绍了北疆引水式工程某隧洞施工过程中通过对岩体变形全过程监测分析,有针对性地进行一次支处理的过程。本隧洞于2006年9月全线通水,目前已安全运行15年。本隧洞对软岩隧洞的监测过程及支护方式积累了处理不同不良地质状况的丰富经验,对软岩隧洞开挖过程中及时优化喷锚支护各项设计参数,创优质项目、造经济型工程提供了典范。     

某隧洞围岩变形监测及稳定性分析

为快速准确掌握施工期隧洞围岩变形特征及稳定性,采用干孔声波测试法、多点位移计观测、收敛及沉降观测、岩石含水率测试、洞室环境温度及湿度测试等现场监测方法,分析围岩松弛圈厚度变化、沉降收敛变形特征及环境变化情况。Ⅳ、Ⅴ类围岩松动圈厚度约2m,围岩自稳能力较差,应及时进行一次支护。通过分析围岩变形规律、发展趋势,评价围岩稳定性,选择合理的一次支护时机,为安全快速施工提供依据和保障。     

软岩地区隧洞一次支护及变形特性研究

新疆自治区引额济乌隧洞处在软弱岩体中。文章介绍了隧洞开挖方法、支护参数、观测仪器布置及观测成果,观测成果表明,本工程的格栅拱架、铝杆、挂网喷混凝土和锚杆加混凝土封闭底板,对围岩稳定起到很大作用。     

软岩引水隧洞围岩稳定性分析

为研究软岩区引水隧洞开挖变形规律,基于某软岩引水隧洞工程实例,对现场监测数据进行分析。结果表明：(1)受软弱岩层的影响,掌子面开挖6m以内,拱顶沉降值和周边位移值的变化最大,且拱顶位移沉降和周边位移与时间的关系符合指数函数关系;(2)软弱岩层隧洞开挖后,围岩自身很难迅速形成自稳定岩圈。当施加支护结构后,且支护结构与围岩形成支护拱圈时,位移才会有所收敛。在实际隧洞施工过程中,对于监测断面25m以内的位移监测要适当进行加密;(3)对于软岩区隧洞,因隧洞地层的工程性质较差,隧洞开挖后要及时进行支护。在实际施工过程中,要重视现场隧洞变形监测,发现问题及时处理。     

某隧洞变形特性分析及膨胀岩处理

本文主要介绍了新疆北疆供水某隧洞施工过程中变形特性分析及膨胀岩处理的过程。本隧洞于2004年9月全线贯通，比预计工期提前一年以上，对软岩隧洞支护方式积累了许多处理不同不良地质状况的经验，及时优化喷锚支护各项设计参数，做出安全、经济的优良工程。     

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。     

红层软岩隧洞施工过程围岩大变形特征及其支护

红层软岩作为一种特殊的地质结构具有变形量大及流变性的特点,在该地质条件下开挖隧洞 可能会出现围岩大变形甚至发生失稳坍塌等安全事故。针对滇中引水工程的磨盘山隧洞部分洞段要穿 过红层软岩地区并面临着围岩大变形的难题,采用有限元软件对隧洞围岩变形规律及支护措施进行数 值分析。结果显示:隧洞开挖后洞周发生较大的应力集中,导致围岩变形量和塑性区范围较大,在软弱 断层带部位变形量高达２８５．５ｍｍ,塑性区深度达１０ｍ左右,远远大于硬岩对应值。隧洞开挖后对围岩 进行临时支护以及永久衬砌,两者对减小围岩变形量和塑性区范围均有较为明显的作用。     

某隧洞膨胀岩变形特性分析及处理

简要介绍了新疆北疆某隧洞施工过程中通过膨胀岩变形分析处理的过程。依据对软岩隧洞积累了许多处理不良地质状况的经验,为本工程及时喷锚支护提供依据,达到了安全和经济目的。     

新疆某深埋硬岩引水隧洞围岩收敛变形特性分析

新奥法隧道施工特点在于施工中采用柔性支护允许围岩适度变形,在一定形变范围内,形成围岩及支护体系联合稳定体,因此设计施工中掌握隧洞围岩收敛变形一般规律显得特别重要。选取某深埋硬岩引水隧洞工程,对围岩收敛变形量测数据进行统计对比分析,并利用EXCEL软件对数据拟合,得到最优拟合方程,分析其收敛稳定的一般规律,为相关工程设计及施工参数选取提供参考。     

水工隧洞的锚喷支护

1　锚喷技术的新发展1.1　锚喷支护设计理论日趋完善1.1.1　科学的围岩分级方法问世为了最大限度发挥围岩的自支承作用,使锚杆喷射混凝土支护同围岩共同工作,国内外工程设计者们开始不懈地寻求合理的、科学的、尽可能量化的评价岩体质量的分级方法.18世纪末开始将围岩分为松散的、软的、破碎的、次坚硬的和坚硬的五类,1909年,前苏联以牢固系数将围岩分为十级,以后在国际上又出现多种围岩分级方法.到60年代末70年代初,美国科学家以岩芯获得率为基础,提出了RQD分级标准,以后又有人引入以岩体抗压强度、RQD指标、岩石风化变质特性、节理间距…     

膨胀岩渠坡的变形破坏特点与稳定分析

在南水北调中线工程中,膨胀岩渠坡处理是总干渠的关键技术问题之一,现以潞王坟试验段滑坡为例,对膨胀岩的破坏模式进行了分析总结,指出膨胀岩渠坡受胀缩特性的影响普遍具有浅层性、渐近性、牵引性,同一位置多次滑动的特点。膨胀岩渠坡的稳定与岩性组合、地质构造、膨胀潜势等级等自然因素有关外,与开挖的边坡高度、边坡走向、岩体含水率的变化、卸荷后裂隙开展等边界条件密切相关,不利的组合为渠道边坡滑动创造了空间地质环境。对裸坡区的破坏进行模拟计算时,是否采用按大气影响带进行参数取值以及施加膨胀力等边界条件的设定,对膨胀岩渠坡稳定计算方法进行了探讨,为工程建设领域同类条件下的分析计算提供参考。     

软弱岩体中圆形隧道挤压变形临界应变研究

 预测隧道挤压程度对设计者至关重要,因此对挤压状态临界应变的研究是很必要的。由于软弱岩体中Q或RMR岩体分类使用效果欠佳,引入GSI代替Q或RMR,并在前人的基础上推导了圆形隧道发生挤压变形的临界应变公式。采用工程实例进行了验证,计算结果符合实际观测结果。最后,依据Hoek－Brown强度准则推导了静水压力状态下圆形隧道挤压变形的临界应变解析表达式。对于埋深很深的隧道,侧压系数近似为1,因此可以采用推导的解析解确定隧道挤压状态。     

输水隧洞软岩段TBM掘进挤压大变形与支护受力分析

隧洞软岩大变形严重威胁到TBM安全运行,软弱围岩的变形具有明显的蠕变特性。针对某深埋输水隧洞软岩TBM掘进洞段的围岩变形和支护结构安全展开分析和评价,研究高应力条件下软岩的蠕变特性,比较不同支护方式管片结构的受力状态。研究表明：软岩洞段TBM掘进采取大断面扩挖和管片+豆砾石层+聚乙烯泡沫板缓冲层支护,缓冲层的施加明显改善管片的受力状态,有效地提高了管片结构的安全裕度。建议在类似的深埋软岩隧洞工程中,开展有针对性的岩体流变试验和变形监测,选取合适扩挖断面尺寸和支护方式,给围岩变形预留足够空间,为TBM的顺利掘进提供可靠的作业条件。研究成果为保障隧洞顺利掘进提供了技术支持,也可为其他同类超长深埋隧洞的修建提供参考。     

断续软弱夹层岩石流变力学特性研究

 岩石流变力学特性是岩石力学研究中的重要课题,与岩石工程长期稳定性有着十分密切的联系。基于大型岩土工程分析软件 FLAC（3D）,采用黏弹塑性流变本构模型,模拟了非贯通断续软弱夹层的不同间距、不同长度及倾角等因素条件下岩石的弹塑性变形与流变变形情况。研究分析了各种因素对岩体弹塑性变形与流变变形的影响以及各影响因素之间多重相关性。结果表明：夹层长度、夹层厚度与夹层间距两两之间都有着较强的相关性;岩桥倾角和夹层倾角与其他影响因素的相关性较弱。夹层长度、夹层间距和夹层厚度对岩石弹塑性变形以及流变变形量影响较大,岩桥倾角和夹层倾角对岩石变形影响不显著。     

二滩地下厂房围岩的变形特征

对二滩水电站地下厂房围岩变形的历时特征、空间分布规律、围岩松动区和塑性区发展深度、岩爆对洞室变形的影响、支护结构的受力变化特征等作了较为详细的阐述，并简要地分析了引起围岩各种变形特征的原因。     

岩质边坡倾倒破坏的非连续变形分析

岩质边坡倾倒破坏存在块体的滑移、转动,及块体本身的折断。常规的离散元、非连续变形分析方法(DDA)虽然擅长处理块体的滑移和转动,但不能模拟连续体本身的破坏。然而通过在DDA方法中引入虚拟节理和真实节理的概念(即DDARF方法),用真实节理表征岩体中已经存在的天然节理、层面等,用起粘结作用的虚拟节理表征连续体。该方法可模拟连续体的变形及连续体的破坏。为此,首先对DDARF方法中的虚拟节理模型进行了着重的介绍。然后利用DDARF方法对龙滩边坡倾倒破坏的离心模型试验进行研究。研究结果表明,反倾块体的下部几乎没有明显的位移,而位于破坏面以上的部分产生明显的倾倒位移,导致在反倾块体的中部发生弯折破坏,形成贯通整个坡体的破坏面。数值模拟结果与离心模拟试验结果吻合得很好,验证了DDARF方法的有效性。     

新近系弱胶结岩水理特性室内试验研究

为揭示引黄入洛(阳)工程隧洞围岩新近系弱胶结砂岩和黏土岩的工程特性,通过对两种弱胶结岩样分别进行耐崩解性试验和膨胀性试验,深入分析其水理特性。试验结果表明:耐崩解性试验的残留试样状态为表面泥化,筛出部分状态为遇水溶解,耐崩解性指数随崩解试验循环次数的增加而逐渐降低,两种岩样都属于中等耐久性;两种岩样的自由膨胀率远小于1%,侧向约束膨胀率远小于1%,膨胀压力远小于300 kPa,两种岩样都不具有膨胀性,试验过程中,弱胶结砂岩表现为加水后顶部破坏或上表面泥化,而弱胶结黏土岩则表现为上表面泥化或无明显变化。试验表明两种岩样为中等耐崩解性、无膨胀性,不是造成围岩施工极易破坏的主要原因。     

滚弄水电站岩体变形特性试验研究

对滚弄水电站在可行性研究阶段进行了一定数量的现场岩体变形试验,介绍了试验方法,得出了可供工程设计需要的岩体弹性模量和变形模量指标,根据二者的比值评价了本工程岩体的特性,为工程设计提供了依据。     

围岩变形的非线性统计分析

根据洞室围岩的变形征，同时考虑了岩石材料的流变特性，开挖过程中的时空效应以及地下水影响，建立了围岩变形的非线性回归模型，并将其用于工程实践，结果表明，该模型具有较高的可信度。     

三场耦合作用下黏土岩损伤变形特性及本构模型

深部地下围岩常常处于温度场、渗流场、应力场等多场耦合作用,研究黏土岩在温度-渗流-应力场耦合作用下的变形损伤演化过程尤为重要。从试验和理论模型2个方面对黏土岩开展了温度-渗流-应力三场耦合特性研究,结果表明:高温会造成黏土岩内部结构发生质的劣化,黏土岩的温度越高,其峰值强度越小,而应变变形量越大;渗透系数随变形总体呈先减后增的趋势,并在峰后阶段略有降低,分别与体变压缩硬化、剪胀损伤、软化剪胀3阶段相对应,体积变形的转折拐点即为渗透率加速增大的临界点;黏土岩的渗透率随温度升高呈先减小后增大的趋势,当温度＜50 ℃时,渗透率随温度升高而减小,当温度＞50 ℃后,随温度升高而增大;温度越高,黏土岩的“实损伤”发展越快。基于试验结果,建立了温度-渗流-应力三场耦合作用下的损伤本构模型,该模型能较好地模拟黏土岩三场耦合作用下的损伤变形演化过程。