基于地质雷达与3DEC回采巷道支护优化研究

受地质条件、巷道断面形状等因素影响,回采巷道围岩松动圈发育具有非均衡性和不确定性,所以,如何精确得到松动圈厚度是回采巷道松动圈支护的关键问题。本文结合现场实测与数值模拟方法,研究了回采巷道围岩破坏形态及支护方案。首先,利用地质雷达对3条回采巷道两帮及顶板围岩松动圈范围进行了现场测试;其次,采用3DEC软件,对围岩破坏塑性区及变形进行模拟计算。研究结果表明,3条回采巷道围岩破坏范围属于大松动圈,并综合现场测试与数值模拟结果,绘制了松动圈范围图。最后,对原有支护方案进行了优化,结果表明优化的支护方案有效地减小了巷道围岩塑性区厚度及表面变形量,为回采巷道支护提供了参考。     

泥水盾构支护压力设定范围及其影响因素分析

与土压平衡盾构对掘进面的被动支护不同,泥水盾构是依靠液态介质实现对掘进面的主动支护。泥水支护的关键是选择合适的泥水和支护压力从而形成并维持泥膜的完整性。基于泥水劈裂(渗透破坏)和仓筒理论给出了泥水支护压力的上下限。结合静水压力、土体特性、盾构直径和覆土厚度等因素研究了支护压力区间特性(可设定范围)。研究表明:支护压力下限主要受静水压力和土体摩擦角的影响,其中静水压力起决定性作用。一般情况下,泥水压力设定可以取为静水压力+20 kPa;支护压力上限为泥水劈裂(渗透破坏)压力,主要受静水压力和覆土厚度的影响。增加覆土厚度可以提高地层的泥水劈裂(渗透破坏)抗力,从而改善地层的泥水支护特性,增大泥水支护压力区间长度。然而,增加静水压力只可以平移泥水支护压力区间,而不能使其增大。泥水支护压力区间长度还受土体摩擦角的影响,而其它因素影响较小。考虑泥水支护区间长度的影响,实施带压换刀的隧道覆径比不宜小于0.8～1.0。     

地质雷达在隧道施工质量无损检测中的运用

主要介绍了隧道施工质量地质雷达无损检测的方法,利用地质雷达对安徽千秋关隧道施工质量进行了检测,通过分析采集的数据得到隧道初期支护工字钢间距、数量、初期支护喷射混凝土厚度及二次衬砌厚度,达到了无损检测要求及控制了隧道施工质量。     

公路隧道初期支护质量的无损检测技术

在采用新奥法修建的隧道中,初期支护为主要受力结构,因而喷射混凝土层厚度检测显得十分必要。通过对地质雷达检测原理的论述,以及在某公路隧道初期支护检测中的应用,对雷达波速的标定、雷达波形分析作了全面阐述。     

地质雷达在隧道工程无损检测中的应用

以云南省某高速公路隧道建设为例,通过对地质雷达基本原理的论述,详细介绍了地质雷达在隧道质量检测中的成功应用,重点分析了应用地质雷达检测隧道的初期支护厚度、二衬厚度以及衬砌背后脱空等的情况,可为类似的高速公路隧道衬砌质量检测提供参考。     

条带式Wongawilli煤柱破坏演化特征及控制研究

为了研究条带式Wongawilli采煤法煤柱破坏演化特征及控制技术,丰富条带式Wongawilli开采理论研究基础,采用理论分析与相似模拟相结合的方法,观测分析了条带式Wongawilli开采煤柱破坏的演化特征,提出了针对性的控制技术措施。分析研究表明,煤柱试样最终多数表现为近乎平行于竖直轴向的劈裂破坏,其承载力受煤柱类型、尺寸、支护等影响,煤柱破坏变形主要有锥形状破坏变形、纵向裂隙破坏变形、劈裂和崩落破坏变形3种形式。     

地质雷达及其在地质探测中的应用

介绍了地质雷达及其发展历程和工作原理,并结合工程实例,论述了地质雷达在城市地铁建设前地质探测中的应用及探测过程中遇到的困难和解决办法。用地质雷达进行地质探测不会对地质产生破坏,并且具有快速、准确的优点,应用前景广阔。     

地质雷达在隧道塌方处理效果检测中的应用

地质雷达探测利用无线电波对不可见目标体进行扫描，以确定其内部结构形态和位置，在检测隧道衬砌中，具有无损、快速和高分辨率等特点，介绍了地质雷达的原理及其探测方法，并结合实践，阐述了初期衬砌支护完成后塌方段处理效果检测的应用及其分析，分析结果表明了使用地质雷达技术的优越性。     

地质雷达扫描仪在地铁暗挖隧道检测中的应用分析

介绍地质雷达扫描对隧道初期支护及二衬质量检测、雷达波速度定标、雷达波形分析的应用。结果表明,地质雷达以其非破坏性探测、效率高、分辨率可选、操作方便等优点,在隧道无损检测中广泛应用。实践证明,地质雷达方法检测隧道二衬背后注浆密实度具有独特优势,并可进行连续扫描,这是当前其他无损检测方法难以实现的。地质雷达推广应用,取得了良好的社会效益和经济效益。经过对其进行数据处理,解释了地质雷达图像数据,定性定量分析了工程施工质量,分析主要包括钢量、衬砌厚度、混凝土是否密实和混凝土空隙。     

岩溶地段隧道施工对策举要

地质分析、钻孔勘探与地质雷达探测结合—地质预测预报的有效手段施工临时支护与结构衬砌—穿越岩溶的安全保证措施     

基于超前地质预报和有限元方法确定隧道施工初期支护参数

以定量确定某公路隧道施工初期支护参数为研究对象,在采用地质雷达进行超前地质预报的基础上,以不同型钢支撑间距为优化参数,建立了包括喷射混凝土、锚杆、围岩塑性区在内的地层–结构有限元分析模型并进行了数值模拟计算,验算了初期支护承载能力和得到了初期支护参数优化结果,现场监测结果验证了该方法的有效性。     

高速公路隧道工程质量检测中的地质雷达技术

首先介绍地质雷达检测在公路隧道建设中应用的重要性,阐述地质雷达探测技术的原理、方法及应用,依托隧道工程实例,从初期支护及二次衬砌质量检测等方面,对雷达检测的技术要点进行论述。研究表明,通过探地雷达能够准确获悉隧道地质情况,可为隧道开挖提供详实、可靠的依据,有助于提高作业安全性。     

深基坑开挖工程中的环境效应

基坑开挖引起环境污染和环境破坏.从地下水位下降、支护结构变形、支护结构施工三个方面分析了地质环境的破坏型式;概述了支护结构施工过程导致的环境污染.通过工程实例,构建评价指标体系,建立模糊数学评价模型,评价结果与环境影响实际基本吻合。     

地质雷达探测偏压隧道围岩松动圈的研究与应用

 基于地质雷达测试原理,论证地质雷达用于围岩松动圈探测的可行性。采用LTD–2100地质雷达对云南富邦偏压隧道进行实测,得出如下结论：与常规隧道松动圈相比,地质顺层偏压隧道围岩松动圈厚度偏大;偏压荷载较大一侧的松动范围大于另一侧;最大松动范围出现在拱顶或拱肩位置。基于此,提出针对地质顺层偏压隧道衬砌设计方案及事故处理措施,同时结合现场实际探讨地质雷达测试围岩松动圈的可行操作方法。研究结果验证了地质雷达探测围岩松动圈的可行性,同时为隧道的开挖、支护、施工提供支持与借鉴。     

砂土地层中隧道失稳机理验证

不同条件下,隧道围岩发生破坏的机理不尽相同,有劈裂破坏、剪切破坏和重力坍塌等。根据围岩稳定性分析需要,采用理论分析和模型实验相结合的方法,验证了砂土地层中隧道失稳的机理。采用Mohr—Coulomb弹塑性本构模型,计算隧道围岩发生破坏的起始部位、破坏面的开裂方向和形状。通过隧道开挖模型实验,得到砂土地层中隧道失稳时的表观特征,验证了理论分析结果。研究结果表明,砂土地层中隧道失稳的力学破坏形式是压应力集中导致的劈裂与剪切滑移,采用Mohr—Coulomb模型来计算砂土地层中隧道围岩破坏面的特征是合理的,计算的破坏区域可以用于指导隧道支护设计。     

高地应力条件下围岩劈裂破坏的判据及薄板力学模型研究

 对于处在高地应力下的脆性围岩中的地下洞室群,开挖时洞室围岩容易出现纵向的劈裂裂缝,导致脆性开裂,形成劈裂性平行大裂缝组,通常会伴有剧烈的变形破坏发生,如岩爆等,将危及工程使用的安全性。首先从劈裂裂纹的贯通机制出发,在断裂力学应力强度因子分析的基础上,根据劈裂裂纹的扩展过程确定围岩发生劈裂破坏的判据,然后通过该判据判断围岩的应力状态,确定劈裂范围,并将劈裂围岩视为薄板模型。根据柯克霍夫平板理论检验薄板模型的适用性,在薄板模型的基础上建立劈裂范围内围岩的临界应力、位移的解析计算公式。以瀑布沟水电站为工程背景,将劈裂判据编成FISH语言内嵌到FLAC3D中,计算得到围岩的劈裂破损区。在此基础上利用薄板力学模型计算其临界应力和最大位移,并与数值计算结果吻合较好,表明所提出的劈裂判据和薄板力学模型能够较准确地预测围岩劈裂破坏范围和计算劈裂围岩的应力和位移,可以为高地应力下地下工程的稳定性评价及支护设计提供参考。     

地质雷达在引水隧道质量检测中的应用

由于隧道混凝土检测的性质影响,其检测质量受到很大限制,采用传统方法效率低,且破坏原始结构的整体性。地质雷达能够连续的并且全面精确的对衬砌结构无损伤进行检测。本文介绍了地质雷达检测隧道衬砌质量的基本原理、方法,并以工程实例对一些典型的隧道衬砌地质雷达图像作出解释说明。     

单轴压缩条件下锚杆影响脆性岩体破裂的细观机制

锚杆支护系统是控制深部脆性围岩动力灾害的重要措施,但锚固理论研究仍滞后,锚杆支护下的脆性岩体破坏问题困扰着深部岩体工程实践。根据实际工程中锚杆支护下脆性围岩的浅表局部破坏特点,通过室内相似模型试验研究单轴压缩条件下锚杆杆径影响完整脆性岩体的破坏特性,试验表明,锚杆杆径对脆性岩体弹性模量和强度的提升存在最优匹配的特点,一味强调增大锚杆直径并不能达到理想的围岩控制效果;锚杆改变了脆性岩体单轴压缩破坏模式,宏观上由劈裂破坏转为剪切破坏,杆径对试样剪切破坏的程度有所影响。从细观角度,建立了含两条固有主裂纹的裂纹扩展分析模型,加锚试样单轴压缩破裂模式的改变,可以归结为锚杆锚固止裂效应对试样内部裂纹扩展的抑制作用,使翼裂纹与主裂纹长度比η变小。根据最易开裂角度ζ的计算结果,翼裂纹较长时,翼裂纹朝外载作用方向扩展,产生劈裂破坏,翼裂纹较短时,翼裂纹偏离外载作用方向扩展,产生剪切破坏。从细观上很好地解释了锚杆改变脆性岩体破裂模式的作用机制。     

浅谈岩溶地区隧道施工中的岩溶处理

简要介绍了岩溶的成因，并结合工程实例论述了在隧道开挖施工中对不同的岩溶形态进行处理所采取的措施，结果表明，采用地质分析、钻孔勘探和地质雷达探测相结合是进行地质预测预报的有效手段，加强临时支护是穿越岩溶的安全保证措施。     

荣华煤矿软岩巷道破坏机理与支护研究

基于荣华煤矿的地质条件,分析了软岩巷道围岩破坏机理,提出了"预应力全锚索加固+反底拱+注浆加固"联合支护技术方案,并采用FLAC3D软件对该支护方案进行相似模拟研究,结果表明,该联合支护方案有效地控制了巷道围岩破坏变形,提高了矿井的安全生产能力,具有较大的应用价值。