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。     

考虑σ2及围岩—支护结构相互作用的隧道力学模型

目前的隧道力学模型未能同时考虑中间主应力σ₂及围岩—支护结构相互作用对围岩塑性区等隧道力学特性的影响。为此,首先采用岩石统一强度理论替代目前常用的Mohr-Coulomb（M-C）强度准则以考虑σ₂对隧道围岩塑性区的影响。其次,针对Kastner方法未能很好地考虑支护前隧道围岩初始弹性位移及围岩—支护结构相互作用的不足,在其基础上,结合圆形隧道实际施工特点,提出了能够同时考虑σ₂、隧道围岩初始弹性位移及围岩—支护结构相互作用的圆形隧道力学模型。最后,通过算例研究了σ₂、隧道围岩初始弹性位移、原始地应力、支护结构刚度和岩石内摩擦角等对围岩塑性区、隧道洞壁位移和支护力的影响规律。研究结果表明：σ₂的影响不可忽略;一定的隧道围岩初始弹性位移可以减少支护应力,但会导致围岩塑性区和隧道洞壁位移的增加;支护结构刚度的增加可以有效减小围岩塑性区及隧道洞壁位移,但会增加支护结构应力;初始地应力的增加将增大围岩塑性区、隧道洞壁位移及支护结构应力;随着岩石内摩擦角的增加,围岩塑性区、隧道洞壁位移及支护结构应力均减小。最后,通过工程实例对模型的合理性进行了验证。     

不同净距下小净距公路隧道的数值模拟研究

小净距隧道是目前公路隧道中最常见的一种型式，在我国还处于研究和发展阶段。采用有限元法和强度折减有限元法对不同净距下的小净距隧道进行了弹塑性数值模拟研究，对比分析了隧道围岩位移、应力、塑性区分布以及隧道安全系数随净距的变化规律。结果表明，小净距隧道围岩的各项指标与隧道的净距存在突变关系，最后提出了把围岩各项指标出现突变时的净距作为小净距隧道的合理净距。     

围岩力学响应特征在小净距隧道施工方法优选中的应用

为研究围岩力学响应特征在某Ⅴ级围岩小净距隧道施工方法优选中的应用,基于FLAC数值分析,建立了隧洞围岩应力释放分析模型,对比分析了隧道地表累积沉降、隧洞封闭位移、中夹岩柱位移、围岩应力分布和围岩塑性区分布5个力学响应特征。结果表明,两种施工方法在地表累积沉降、中夹岩柱位移、封闭位移、典型部位应力特征上各有优势,但两者在围岩塑性区分布特征上几乎无差别。结合两种施工工法的施工特性,确定右RC左CD为某Ⅴ级围岩小净距隧道优选的施工方法。     

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。     

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。     

正断层倾角变化对其下盘隧道围岩影响的研究

对在正断层下盘开挖隧道时,断层倾角β对隧道围岩的影响进行了研究.研究发现,β=53°是隧道围岩位移、应力和安全系数等变化的一个转折点;当β为90°～53°时,断层发生了下盘向下移动的活化,断层由正断层转化为逆断层,当β<53°时,断层两盘都有向下的位移,且上盘的位移要大些;断层破碎带对隧道开挖导致的变形有明显的屏蔽作用,这种屏蔽作用主要发生在断层倾角较陡时的情形;隧道围岩最大位移主要分布在隧道的顶部,且围岩最大位移-断层倾角β关系曲线呈近似的"U"字形;围岩强度按安全系数进行折减后就可得到隧道的失稳或破坏状态,隧道围岩稳定安全系数-断层倾角β关系曲线呈近似屋脊形,当β=53°时安全系数最大.结果表明,β的变化对隧道围岩的位移、应力和稳定性有重要影响.     

竖向排列隧道的地震响应分析

建立了均质竖向排列隧道模型,对模型输入koyna地震波,研究竖向排列隧道的动力力学响应特征。分析结果表明,地震对竖向排列隧道的影响非常明显,最大应力的出现时间与地震波加速度峰值时间一致,且最大主应力增幅不大,不会对隧道造成损害;地震对隧道的破坏主要体现在拉应力方面,地震情况下的拉应力已经超过了围岩的抗拉强度,抗拉设计是抗震设计的重点。这个研究有利于类似工程的抗震设计。     

基于有限元法的隧道围岩压力计算与分析方法研究

隧道围岩压力计算,常规的公式法是假设应力为均匀分布,没有考虑应力集中现象,而有限元法适用于分析模拟围岩体和构造的各种特性,可以准确地计算出隧道围岩应力。据此,以实际工程为例,利用公式法对围岩压力进行计算,并运用有限元法的数值方法,采用专业软件对浅埋、深埋圆形隧道的围岩应力状态进行了数值模拟分析,得出其分析与计算结果对隧道围岩压力计算具有重要意义的结论。     

福建省东山硅砂矿区环境地质问题

福建东山硅砂矿区经过多年的开采，已经产生了区域地下水位下降、地下水酸化、咸水入侵、地下水污染等问题，对这些问题的调查基础上，找出了原因，为区域生态环境的好转提供参考意见。     

FFS-A型地下水定深取样器

地下水污染调查需要采集地下水样品进行分析以确定地下水污染程度。为了采集具有代表性的地下水样品,自行研制了FFS-A型地下水定深取样器。对该取样器工作原理、制作材料及野外试验等进行了介绍。     

探水技术在过陷落柱中的应用

随着矿井建设的不断发展,探水技术在巷道开拓施工中尤为重要,通过探水技术在过陷落柱中的应用,确保巷道过陷落柱时矿井的安全性。不仅有效避免了重大出水淹井隐患问题,而且加快了矿井建设的速度。     

采掘区含水构造预探及其灾害防治技术研究

通过对南阳坡矿8#层含水构造进行地面勘探和井下勘探结合,物探与钻探相结合的方法进行预探,消除了8#层水害,保证了安全生产。     

地面返流注浆堵水技术及应用研究

在对注浆堵水技术研究及水害治理实践的基础上,提出了地面返流注浆堵水技术,就其治理掘进巷道突水、采煤工作面突水和隐伏构造突水的堵水机理和关键技术作了探讨,进行了工程应用,结果表明,宿驾窑煤矿和吴村煤矿采用地面返流注浆堵水技术后,堵水率分别为98％和100％,效果明显.     

采煤地裂缝对水土资源的影响研究

通过对采煤地裂缝深度和覆岩导水裂隙带高度计算,两裂缝没有贯通。但不同类型的地下水在地表均有露头,地裂缝、裂隙成为良好通道,煤矸石淋滤液污染物通过河水、地表水污染了地下水,地裂缝影响了土壤水的运移,造成植被破坏、水土流失。文章主要研究了采煤裂缝影响下土壤含水量的变化对农作物的影响,为矿区水土资源保护、土地复垦提供了一定的依据。     

粘土固化注浆堵水试验研究

论述了粘土（湖泥）固化注浆技术在矿山堵水中的试验研究情况，包括矿区水文地质情况，往浆浆液的配制及性能研究，制浆及注浆施工，质量检查和经济效益分析。     

319国道龙岩市新罗区龙门考塘滑坡监测初步探讨

介绍了319国道龙岩市新罗区龙门考塘滑坡监测的内容、仪器及方法,分析了长达一年的监测成果,阐明滑坡位移与降雨量、地下水水位变化与降雨量、水位与滑坡位移、水温变化与滑坡位移的关系,并可根据地下深部位移监测成果推断主滑面.     

峻德煤矿解放井田第四系砂层水压煤疏干可行性研究

介绍了峻德煤矿水文地质概况、水层特征、矿井水的补给源以及历年疏干情况,分析了第四系砂层水水力联系及压煤疏干情况及可行性研究。     

鉴别直接受地表水影响的地下水类型的一种新方法

将某些地下水分类为“直接受地表水影响的地下水”类型 ,以便按地表水处理规程进行处理。本文给出了一种鉴别上述类型地下水的改进方法。并列举了若干实例来说明所推荐方法的应用。