某软弱围岩公路隧道开挖工法数值模拟与 监测数据对比分析

目前在软弱围岩隧道开挖中经常出现塌方及隧道大变形等问题,而合适的施工方法可以不同程度地降低这些风险。本文以某公路隧道为对象,通过对二台阶预留核心土法、三台阶预留核心土法、单侧壁导坑法三种施工工法进行数值模拟,经对比分析得到这三种不同施工工法下围岩的变形规律、应力特性以及此三种工法的不同适应情况;并结合现场监控量测数据对比分析,选出最适合该隧道的施工方式,以确保施工安全及施工进度,为软弱围岩下修建隧道的设计与施工提供一些依据和参考。     

软弱围岩隧道开挖的有限元模拟

采用非线性有限元数值模拟的方法，对软弱围岩隧道施工进行了数值分析．利用大型通用软件ANSYS提供的单元生死功能和隐式蠕变方程，就隧道上下台阶法施工作业方式进行了二维弹一粘塑性分析，并进行模拟，所揭示的规律能为工程施工提供依据和指导．     

隧道围岩超挖的分形特征研究

隧道的超欠挖影响施工进度和衬砌结构的受力，是施工质量控制的重点之一．利用在现场量测的3条隧道的360个断面的最大超挖样本数据，结合公路隧道围岩类别，研究了样本的特征，验证Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ类岩体中的隧道围岩的最大超挖值是一个分形，为隧道结构稳定的力学分析和随机模型研究提供了依据．     

贵南高铁软弱围岩隧道关键施工技术

贵南高速铁路九万大山2号隧道工程穿越Ⅲ、Ⅳ、V级软弱围岩区域,地质条件十分复杂.以该工程为例,探讨了不良地质条件下隧道工程的掘进、爆破及支护等关键施工技术.     

隧道含软弱夹层围岩分级及稳定性影响研究

结合国内外相关文献研究,提出软弱夹层的分类指标,利用数值模拟方法分析各分类指标对围岩稳定性的影响,将软弱夹层围岩按照受影响程度分为A～D 4个等级,并依托某高铁隧道的施工验证了该分级方法的实用性和可靠性。     

公路隧道应力释放率对软弱围岩稳定性影响

近年来,由于新奥法广泛地运用于地下工程的施工过程中,围岩与支护结构之间的相互作用以及支护时机受到越来越多的关注。中条山隧道洞口段软弱围岩开挖步序多、工序及应力变化复杂,尤其是核心土解除后和二衬施工前安全风险大。本文采用有限差分软件对该隧道洞口段施工过程进行三维数值模拟,研究了洞周位移及支护结构在不同应力释放率下的力学响应,重点分析了典型断面处洞周围岩及支护结构的位移和受力情况,以及洞周位移随施工过程的动态变化规律。研究结果表明：对于软弱围岩公路隧道,应力释放率越大,围岩的塑性区发展范围越大,洞周位移越大;开挖过程中,拱顶沉降受到的持续性扰动较大;待二次衬砌施作后,仰拱隆起和收敛位移趋于稳定。     

软弱围岩浅埋大跨隧道施工技术

杭州绕城北线高速公路黄鹤山隧道进出口端浅埋分别采用双侧壁导坑法及微台阶法进行施工 ,作者对二者的优越性作了对比分析 ,同时对施工过程中易出现的问题提出了相应的解决办法 ,可为以后大跨度位于软弱浅埋围岩中的隧道施工与设计提供参考 .     

软弱围岩浅埋大跨隧道施工技术

杭州绕城北线高速公路黄鹤山隧道进出口端浅埋分别采用双侧壁导坑法及微台阶法进行施工,作者对二者的优越性作了对比分析,同时对施工过程中易出现的问题提出了相应的解决办法,可为以后大跨度位于软弱浅埋围岩中的隧道施工与设计提供参考.     

仰拱闭合距离对软弱围岩隧道施工变形控制研究

针对铁路隧道工程施工安全技术关于仰拱与掌子面的距离在V级围岩不得超过40 m的规定,采用MIDASGTS软件,探讨仰拱闭合与掌子面距离分别为30 m(工况1)和60 m(工况2)时,对隧道施工变形控制的影响.结果表明:仰拱闭合距离缩短,拱降和水平收敛均减小,初期支护的内力减小,围岩的应变减小;仰拱跟进距离减小,围岩的稳定性更好.同时,为隧道现场仰拱施工提供理论指导.     

软弱围岩隧道变形破坏机制及处治措施

为深入研究软弱围岩隧道产生变形破坏的机制及其处治措施,选取四方山隧道为工程实例,分析其产生局部掉块、拱架剪切变形、塌方等病害的特征。在此基础上研究了该隧道产生变形破坏的机制,从而有针对性地提出了相应的处治措施,并利用数值模拟手段对处治效果进行了全面评价。研究结果表明:1四方山隧道产生变形破坏的主要原因在于其受到水平岩层、地应力、地表防排水、人为因素等的影响;2采取加强初期支护及基底锚注加固措施后,该隧道水平、竖向位移得到有效控制,软弱破碎围岩中的节理、裂隙减少,避免了地下水渗入而引起的基底围岩膨胀;3处治后,隧道初期支护结构的水平位移大幅下降,围岩塑性区范围减小,竖向位移大幅降低,隧道处于稳定状态,塌方变形处治效果良好。     

软岩巷道掘进中的光面爆破控制参数研究

为避免软岩巷道掘进过程中爆破对围岩产生损伤,采用合理的控制爆破参数和施工技术,能取得良好的爆破效果,提高施工的安全性,降低成本,并带来的良好的经济效益和社会效益.     

岩巷爆破围岩损伤演化方程及稳定性分析

本文以岩体微观缺陷的分布和Weibull理论为基础 ,定义了一个损伤变量。通过该损伤变量推倒的损伤演化方程 ,不仅表征了岩体的不可逆动态损伤演化过程 ,而且和微观缺陷的起裂、扩展和传播以及岩体性能的劣化建立了联系。并且 ,根据损伤理论对岩巷爆破围岩的稳定性进行了分析     

深井软岩巷道交岔点稳定性影响因素研究

采用数值模拟试验方法,研究了几何结构参数对深井软岩巷道交岔点围岩变形规律的影响。试验结果统计分析表明:最大水平应力作用角α、分岔角β对三角区稳定性影响显著,主巷道跨度B对交岔点处顶板稳定性的影响高度显著;并对试验结果进行处理,得到了各试验参数与反映交岔点稳定性指标之间的关系。试验结果可为深井软岩巷道交岔点的设计、施工和稳定性预测提供一定的参考价值。     

Deformation characteristics of surrounding rock of broken and soft rock roadway

A similar material model and a numerical simulation were constructed and are described herein. The deformation and failure of surrounding rock of broken and soft roadway are studied by using these models. The deformation of the roof and floor, the relative deformation of the two sides and the deformation of the deep surrounding rock are predicted using the model. Measurements in a working mine are compared to the results of the models. The results show that the surrounding rock shows clear rheological features under high stress conditions. Deformation is unequally distributed across the whole section. The surrounding rock exhibited three deformation stages: displacement caused by stress concentration, rheological displacement after the digging effects had stabilized and displacement caused by supporting pressure of the roadway. Floor heave was serious, accounting for 65% of the total deformation of the roof and floor. Floor heave is the main reason for failure of the surrounding rock. The reasons for deformation of the surrounding rock are discussed based on the similar material and numerical simulations.     

软岩地下洞库施工的水土耦合有限元模拟

为了解决饱和软岩地下洞库开挖稳定数值模拟分析中的2项关键问题：合适的本构模型和超孔隙水压对岩体受力变形的影响,基于软岩的类超固结土性质,将下负荷面理论应用于修正剑桥模型,推导出适用于研究软岩地层开挖数值模拟的简易本构模型,并通过三轴试验结果与数值模拟结果相比较验证新本构模型的适用性;然后通过某一实际软岩地下洞库开挖工程的数值模拟,对比分析水土耦合和水土非耦合方法得到的数值模拟结果与现场实测结果间的符合程度.结果表明,新提出的所需参数较少的简易软岩本构模型能较好地模拟岩体在开挖过程中的受力变形特征,同时发现采用水土耦合算法模拟饱和软岩地下洞室开挖能够很好地模拟实际开挖过程中围岩的受力与变形情况.     

南水北调西线工程深埋隧洞岩爆与地应力研究

在分析深埋隧洞岩爆破坏机制和地应力条件的同时 ,详细论述了南水北调西线工程主要引水线路区的现代构造应力场特征及主应力的大小、相互关系 ;根据地应力、岩性等特征初步评价主要引水线路区隧洞围岩发生岩爆的可能性     

乌鞘岭隧道7号斜井软岩问题及支护对策

开挖表明，乌鞘岭隧道7号斜井存在软岩问题．从软岩的基本概念入手，确定该软岩类型为节理化软岩，具有岩块强度高，岩体破碎，岩体结构复杂和围岩松动变形受断层、节理等结构面控制等特征．根据其特征，相应地提出超前小导管预支护环形开挖预留核心土的施工对策．     

爆破对岩体节理裂隙的影响

利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ技术模拟岩体的节理裂隙分布的网络结构,从断裂力学的角度出发,分析岩体的节理裂隙的起始扩展和裂纹的止裂,并计算了岩体节理裂隙在爆破作用下的扩展角和扩展量,绘制爆破后的节理岩体的裂隙结构网络图,对研究爆破后岩体的性质具有重要的作用。     

Measurement-while-drilling technique and its scope in design and prediction of rock blasting

With rampant growth and improvements in drilling technology,drilling of blast holes should no longer be viewed as an arduous sub-process in any mining or excavation process.Instead,it must be viewed as an important opportunity to quickly and accurately measure the geo-mechanical features of the rock mass on-site,much in advance of the downstream operations.It is well established that even the slightest variation in lithology,ground conditions,blast designs vis-à-vis geologic features and explosives performance,results in drastic changes in fragmentation results.Keeping in mind the importance of state-of-the-art measurement-while-drilling(MWD) technique,the current paper focuses on integrating this technique with the blasting operation in order to enhance the blasting designs and results.The paper presents a preliminary understanding of various blasting models,blastability and other related concepts,to review the state-of-the-art advancements and researches done in this area.In light of this,the paper highlights the future needs and implications on drill monitoring systems for improved information to enhance the blasting results.