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。     

新近系红层岩体力学参数与隧道围岩分级探讨

红层软岩的强度与变形特性在很大程度上控制着隧道围岩的稳定性及其支护强度,对公路隧道工程造价和安全运营有很大影响。借助于开挖的试验平硐,本文采用原位剪切试验和刚性承压板法等,测试分析了红层岩体抗剪(断)强度、变形参数及岩体声波特性,并探讨了研究区新近系红层软岩的围岩分级方法。结果表明,研究区红层岩体剪切破坏基本属于塑性破坏,剪切曲线表现为应变软化型,变形曲线具有明显的塑性变形和回滞环。依据岩体力学参数及声波特性,结合红层岩体开挖后的围岩特征,笔者指出红层软岩的隧道围岩定量分级结果与实际情况存在差异,认为施工期和使用期不遭受饱水浸泡的粘土质软岩应采用天然抗压强度作为其岩石强度的代表值,并提出了软质岩的BQ值计算修正方法,其计算结果与围岩实际开挖情况基本吻合。     

浅谈广州地铁隧道围岩分级

本文主要介绍地铁隧道围岩分级的思路和方法,提出在勘察阶段地铁隧道围岩分级的建议.     

巴朗山隧道围岩分级研究

隧道围岩分级是隧道勘察设计中的重点与难点,本文结合BQ法对巴朗山隧道的围岩分级进行详细研究,确定该隧道的围岩分级特征,为工程设计提供参考.     

隧道围岩分级方法综合研究

在总结国内外有一定代表性的隧道围岩分级方法的基础上,阐述了围岩分级方法发展现状,探讨了围岩分级方法的发展趋势,从而促进隧道围岩分级方法的研究,更好地反映各类工程岩体的质量好坏。     

跨断层隧道围岩分级与支护研究

由于我国道路建设高速发展,隧道已成为交通基础建设的一种常用结构形式,但是跨断层隧道很容易受到严重的破坏,本文通过分析隧道的破坏模式并运用BQ法对丹凤县跨断层骨头岭隧道进行了分析,确定了隧道围岩分级和支护设计,为工程设计提供参考。     

节理岩体中隧道围岩变形特征分析

金鸡山隧道是国内首例双向八车道连拱隧道,隧道区域内节理发育,围岩破碎,隧道围岩位移受节理展布特征影响显著。通过对施工中中导洞开挖掌子面、区段断面及其它出露区域节理的采集,利用统计分析方法对隧道正洞区域内的节理展布预测。在此基础上,利用自行编制的非连续变形分析计算的断续节理扩展过程的模拟算法,对金鸡山隧道的位移特征进行分析。结果表明,金鸡山隧道在2组节理作用下隧道围岩位移以竖向位移为主,且最大位移发生在外侧拱肩部位,研究成果为隧道施工中支护加固提供依据。     

牛湖山隧道围岩质量分级评价

针对广东省惠深高速公路牛湖山隧道勘察情况,对其围岩质量进行分级评价中主要采用了可拓评价体系,并通过与灰色关联分析方法、专家经验方法等评价结果相比较,得出高速公路隧道围岩分级系统可拓评价体系的科学性、合理性、经济性。     

TBM施工隧道围岩分级方法研究

随着隧道工程建设的发展，全断面隧道掘进机（TBM）在隧道施工中必将占有越来越重要的地位，传统的隧道围岩分级难以满足TBM施工条件下的隧道施工需要。因此，研究TBM施工条件下的隧道围岩分级，是采用TBM进行隧道施工的需要。结合西（安）－安（康）铁路秦岭隧道TBM施工研究，提出了TBM施工条件下隧道围岩分级方法。     

公路隧道围岩动态分级方法研究

由于地质条件的复杂多变以及勘察方法和技术缺陷等原因,导致在勘察设计阶段的公路隧道围岩分级与实际施工阶段的围岩分级差异很大,应该寻求动态的对公路隧道围岩分级进行描述的定量评价方法,以确保隧道围岩和支护结构体系在施工和运行过程中的稳定性。通过对走马岭隧道现场进行详细地质调查,采用多变量分析法对走马岭隧道围岩进行了动态分级。结果表明,隧道施工阶段围岩分级结果与原来勘查设计部门的结果有较大出入;隧道施工阶段围岩分级结果更加真实,正确反映了围岩的稳定性。     

公路隧道岩体分级的神经网络方法

根据公路隧道岩体分级标准的要求，全面考虑各种分级指标，建立了公路隧道岩体分级的神经网络方法。对各类定性和定量指标数据进行了向量规范化处理，选取适宜的分级指标，建立起神经网络学习样本，并进行样本学习训练，其结果可作为各种公路隧道岩体分级的评判依据。据此，对韩家岭隧道围岩进行了分级和评价，证实所建立分级方法的可行性、准确性和优越性。     

岩体基本质量围岩分级方法介绍及评析

总结了岩体基本质量分级方法的分析思路,给出了岩体基本质量分级方法的详细分级步骤,并通过分析对该围岩分级方法的科学性及可靠度进行了评价。     

大跨径隧道围岩的快速分级与稳定性分析

通过某高速公路大跨径隧道的现场实勘,采用BQ围岩分级和CSIR分类法对将要变更隧道段围岩快速动态分级,结果表明,围岩质量好于Ⅳ级但是比Ⅲ级稍差。采用赤平极射投影和实体比例投影法对本段隧道定性定量分析,结果印证拱顶不稳定结构体为可能塌落体积为44.4 m³斜四面锥体落石。对围岩位移与支护结构应力的数值分析结果亦表明最大位移出现在拱顶,两种分析结果相互印证。据此对施工隧道进行了设计变更和优化,获得了良好的效果。     

黄土隧道的围岩分级方法及应用

以绥延高速长岭山1号隧道工程为依托,根据地质调绘资料及土工试验数据,对该隧道进行了围岩分级,指出该方法准确可靠,为今后陕北地区黄土隧道的设计及施工提供了参考依据。     

铁路隧道围岩分级的几点体会

通过施工前后隧道围岩分级对比，分析了围岩分级差异的原因，进而提出关于铁路隧道围岩分级的几点体会。指出围岩分级的正确与否直接影响着隧道施工和运营的安全。     

铁路隧道围岩分级细化研究及应用

对Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ各级的软弱围岩,沿用相关规范计算所得的隧道围岩荷载,因级别不同,其荷载量值的差异往往过大。在现行公路隧道岩质围岩亚级分级方法的基础上,建立了新的围岩亚级分级与铁路隧道所采用的弹性纵波速度细化之间的关系,从而避免了铁路隧道不同围岩分级时其弹性纵波速度交叉重叠的现象。对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级岩质围岩,在本项研究中,对铁路隧道按照围岩弹性纵波速度Vp作了更进一步细化,并用以作为围岩初期支护设计压力的计算,避免相邻分级之间其计算荷载值差值过大造成的困难。结合青岛市地铁隧道工程,采用综合模糊判别方法对施工阶段围岩进行动态细化判定和调整,使隧道设计施工更为安全有据、经济合理。     

软弱岩体中铁路隧道围岩稳定性及其控制

软弱岩体的特性主要表现为软弱、强度低、变形量大、自稳性差。在软弱岩体中开挖隧道若不及时支护,则有可能部分或全部破坏。因此,量测隧道在软弱岩体中稳定状态的变化过程,并研究其稳定性,是工程地质和岩石力学工作者的一项重要课题。本文是在阐述软弱岩体特性的基础上,应用近几年来我们在下坑和普济两座隧道进行的原位监测资料(其中包括用声波探测隧洞的围岩松弛带和用收敛计监测隧洞的周边位移),分析和讨论了隧道在软弱岩体中围岩的动态特性,以及围岩和喷锚支护共同作用下的变化过程;最后指出,采取轮廓控制爆破和喷锚支护技术是控制和改善软弱围岩稳定性的有效措施。     

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。     

节理岩体隧道围岩稳定性离散元数值模拟

概述节理岩体特性及离散元法基本原理,结合实际工程,采用离散元软件UDEC对节理岩体隧道围岩稳定性进行分析,数值模拟结果与实际工程施工情况吻合良好。同时,基于计算结果及应力和能量判据,较为准确地对隧道工程岩爆进行预测。分析表明用UDEC进行富含节理岩体的隧道开挖数值模拟具有一定可行性。     

特殊地质条件下隧道围岩分级与支护设计原则

列举了几种在隧道勘察设计、施工中经常遇到的特殊地质条件,并对其围岩分级与支护设计原则提出了一些粗浅的见解,对勘察设计人员及施工人员具有一定指导意义。