软岩地层围岩蠕变对输水隧洞安全性的影响研究

软岩地层中,隧洞的受力和变形常会受到周围岩体长期蠕变的影响。依托软岩地层中的引水隧洞工程,采用Flac3D软件,对软岩长期蠕变给隧洞安全性带来的影响进行研究。结果表明：(1)泥质围岩经过50年的蠕变,最大底鼓位移量为1.01e-1cm,位于隧洞正下方;(2)围岩经过50年的蠕变,最大下沉位移量为6.75e-2cm,位于隧洞正上方;(3)软岩围岩在经过长期蠕变变形后,最大底鼓位移量大于最大下沉位移量,且隧洞断面利于受压而不利于受拉,隧洞应加强底部的设计。     

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。     

真实水环境下红层软岩蠕变模型辨识 与参数确定

采用轴压水压联合作用岩石流变试验系统进行了滇中地区红层软岩室内压缩蠕变试验。研究结果表明:真实水环境下红层软岩在破裂应力水平之前具有黏弹性特征,在破裂应力水平下表现出非线性黏弹塑性特征;Ｂｕｒｇｅｒｓ模型和非线性黏弹塑性模型可以准确地描述软岩在真实水环境下三个蠕变阶段的力学特性,模型拟合效果较好;蠕变参数随加载应力不断变化反映出岩石内部损伤不断加剧、累积,力学性能不断劣化的演变过程。     

适用于软岩隧洞的TBM设备功能特性研究

文章通过全断面硬岩掘进机(简称TBM)在新疆达坂软岩隧洞的工程实例,阐述了适用于软岩隧洞开挖的TBM设备功能特性应有良好的适应性,TBM选型和制定过程中应确定合理的TBM掘进性能主要技术指标,并考虑既要满足多种复杂地质条件、与施工方案相匹配,也要符合工期、安全要求。     

深埋长隧洞软岩工程地质特性及变形预测研究

滇中引水工程香炉山深埋长隧洞穿越软岩（含断层破碎带）时,在高地应力和富水条件下易产生围岩大变形,变形量可达数十厘米到数米,如不及时支护或支护不当,不但给工程建设带来极大困难,而且整治费用高昂,同时会严重影响工期、延滞总体工程进度。根据软岩工程地质特性、软岩大变形分析评价方法、数值模拟结果对香炉山深埋长隧洞进行了软岩挤压大变形分析预测,提出了处理措施建议,避免了软岩大变形可能造成的危害。研究成果可为类似深埋长隧洞工程提供一定的借鉴。     

深埋长隧洞软岩大变形控制措施

通过调研大量国内外工程实例,包括铁路隧洞、公路隧洞、水工隧洞等工程中遇到的各类典型软岩地质问题及因软岩变形引起的事故,研究及重点分析了铁路隧洞、公路隧洞、水工隧洞等多种隧洞围岩出现洞体变形原因及隧洞设计与施工中存在的问题,对采用的工程处理措施进行总结,并结合青海“引黄济宁”工程沿线地层岩性种类多,软硬度差别大,有花岗岩出露,沿线隧洞以第三系软岩为主,围岩类别低,稳定性差,具有遇水软化、失水崩解的实际情况提出了处理措施。     

延安Q2黄土三轴蠕变特性试验研究

对延安地区Q2黄土进行了三轴蠕变试验,通过试验得到了延安Q2黄土不同含水率及不同围压条件下应变-时间曲线和应力应变等时曲线.经过曲线分析发现,应力水平、围压及含水率对延安Q2黄土的蠕变特性具有较大影响,且当应力水平高于试样的屈服应力时,Q2黄土表现出显著的非线性蠕变特性.根据蠕变试验结果及模型原理,利用类比法建立了三维应力状态下的黏弹塑性蠕变模型.在此基础上,建立了考虑瞬时损伤的黄土蠕变本构模型,并运用拟牛顿法对模型中的各项参数进行拟合,结果表明:该本构模型适用于延安地区Q2黄土的蠕变研究,同时,期望该研究成果能为黄土高原其他地区岩土工程设计提供理论及实践意义.     

深埋软岩水工隧洞开挖支护设计及工程对策

深埋软岩水工隧洞面临突出的高应力围岩挤压变形问题,开挖施工难度极大,后期运行环境及工况复杂,其开挖支护设计须统筹兼顾施工全过程及长期运行的安全稳定性.以某深埋软岩水工隧洞为研究对象,考察了该类软岩的各向异性力学特性,并对隧洞布置方案、系统支护设计、爆破开挖控制等方面进行了论述.其中,为规避片岩各向异性的不利影响,推荐洞...     

桑坪水电站应用软岩隧洞探讨

一、前言随着我国工程建设事业的发展,近年在不良地质条件地层中修建隧道的技术有了迅速的提高,获得了显著的经济效益,初步解决了大型隧洞通过粉细砂层、大孔隙废渣、堆积坡积层和涌水地段、岩溶地段等设计与施工问题。特别是应用“新奥法”原理以及相应的开挖方式、支护结构和施工监测技术,探索出一些符合国情,在砂土层、淤泥、流沙中成洞时防止坍方的安全施工方法,值得水工隧洞设计和施工借鉴。软岩隧洞在水利水电工程中的应用,减少了地质因素对水工隧洞洞线选择的限制,改变了过去为避开不良地质区致使隧洞绕线所造成的洞线增长、水头损失增加甚至为此否定整个工程的状况。随着设计、施工经验的积累,不良地层中洞室尺     

香炉山引水隧洞围岩的蠕变特性及模型研究

为了探究滇中引水隧洞围岩的蠕变特性,采用实时高温常规三轴试验系统开展岩石的力学性能和蠕变试验。在建立岩石蠕变本构模型的基础上,根据蠕变试验曲线的特点,提出了一种确定蠕变参数的方法,并分析了不同应力水平下蠕变参数的变化规律,构建了蠕变参数与应力的关系。最后将各蠕变参数与应力之间的表达式代入蠕变本构模型中,得到修正的蠕变本构模型。结果表明：建立的蠕变模型不仅准确反映了衰减和稳定蠕变阶段的蠕变特征,而且克服了传统模型难以描述加速蠕变的缺点。同时,该方法确定的蠕变参数不仅可以反映应力对蠕变参数的影响,还可有效反映应力状态对蠕变变形规律的影响。     

考虑时效损伤的岩石分数阶蠕变本构模型

为准确描述岩石蠕变变形破坏全过程,引入连续损伤和分数阶微积分理论建立全面、简练的蠕变本构模型。首先基于弹性模量随时间衰减规律,根据能量损伤的方式定义损伤变量,构建考虑时效损伤的弹性体,并验证该损伤演化方式的可行性。采用Riemann-Liouville型分数阶微积分算子理论,构建具有非线性特征的分数阶软体元件,利用该软体元件作为分数阶黏滞体描述岩石黏弹性应变,在该软体元件的基础上进行损伤演化,得到考虑时效损伤的分数阶黏塑性体。联合分数阶黏滞体、考虑时效损伤的弹性体和分数阶黏塑性体,建立一个新的考虑时效损伤的分数阶蠕变本构模型。给出参数解析方法,利用泥质板岩蠕变数据验证模型合理性和优越性。分析损伤发展过程,判断模型参数敏感度,并通过红砂岩、千枚岩单轴压缩各向异性蠕变特性试验研究蠕变试验数据验证模型适用性。研究成果为岩石蠕变全过程辨识及岩体工程长期稳定性研究提供一定参考。     

排水结构设置后软岩隧洞的渗流-应力耦合分析

高外水作用下,深埋软岩隧洞围岩-支护结构安全将受到极大挑战。为了降低高外水压对软岩隧洞围岩-支护体系的影响,较常见的工程处理措施为在隧洞周围布置排水结构,以降低洞周外水压力。笔者首先提出了一种简便的隧洞围岩-衬砌结构渗流-应力分析思路。然后,以某过断层带深埋软岩隧洞为研究对象,通过开展隧洞施工期、运行期渗流-应力耦合分析,研究了软岩隧洞排水结构的排水效应。研究发现,在注浆圈和排水结构的综合作用下,隧洞衬砌附近的水力比降较小,注浆圈水力比降较大,使注浆圈承担绝大部分外水荷载,而衬砌承担少部分外水荷载;在软岩和衬砌的变形协调作用下,最终形成注浆圈与衬砌的协同承载效应,有效提高了隧洞的运行安全水平。     

三峡枢纽岩体结构面蠕变模型初步研究

本文根据三峡枢纽三斗坪坝址区各类岩体结构面室内剪切蠕变试验的剪应变-时间关系曲线,得出了蠕变经验方程,它们在初始蠕变阶段为负指数函数形式;等速蠕变阶段为线性函数。而后,又将经验方程进一步抽象化,给出了三峡枢纽岩体结构面的蠕变全过程组合模型,并计算了所给模型方程中的各种参数。本文提出的蠕变全过程模型,描述了岩体结构面应力-应变-时间关系,它为数值分析提供了基础。     

基于能耗理论的岩石三维蠕变本构模型及临界分段

目前对岩石加速蠕变阶段的启动判定仍是一个难点。为了反映岩石蠕变全过程,基于能量耗散理论,结合蠕变速率特征,以耗散率值作为蠕变三阶段的控制阈值,对蠕变阶段进行临界分段。引入Perzyna黏弹塑性理论,应用到Cvisc元件模型中,建立一种新的加速蠕变启动判定方式的蠕变本构模型,并将其拓展为三维情形。开展砂岩三轴压缩蠕变试验,分析蠕变速率变化特征,研究等时应力-应变关系,提取模型临界分段参数。引用相关文献中泥岩和冻结软岩蠕变试验数据,通过所建模型对3种岩石蠕变试验数据进行辨识,对比试验曲线和预测曲线,验证所建模型描述岩石加速蠕变阶段的优越性,充分显示出所建模型表征蠕变力学行为的合理性和适用性。研究成果为岩石蠕变阶段的划分及力学行为的模拟提供一种新思路。     

软岩隧洞施工技术方法

木里沙湾水电站引水隧洞岩性以薄层状千枚岩、板岩等软岩为主,挤压揉皱强烈,断层构造及地下水较发育。围岩为Ⅳ、Ⅴ类,根据具体地质条件,把Ⅳ类围岩分为基本稳定的Ⅳ1类、稳定性差的Ⅳ2类,Ⅴ类为不稳定。在施工过程中,根据其特点采取不同的施工工艺和方法,确保工程顺利进行。     

光面爆破技术在软岩地区隧洞开挖工程中的应用

光面爆破在钻爆法施工中是一种比较成熟的施工技术,在软岩地区根据围岩的变化情况,及时调整光爆参数,对同类围岩,根据其结构特征,破碎程度等不同情况,分别选取不同的光爆参数,都可获得较理想的爆破效果。结合工程实例,介绍光面爆破参数的选取、施工中调整及施工效果分析。     

用微进化算法反演岩石蠕变模型非定常参数

岩石蠕变模型的参数较多,为得到参数的全局最优解,应用微进化算法（Microevolution Algorithm, MA）对岩石蠕变模型非定常参数进行了反演分析。算法以实测蠕变值与理论计算值之间的最小二乘误差为优化准则函数,直接反演计算蠕变模型参数。计算结果表明,微进化算法可最大限度地利用所有试验数据,避免传统优化算法初始参数选取的困难,且算法简单有效,计算精度高于混沌粒子群优化算法。该方法也可推广应用于其它蠕变模型的参数反演,具有较高的工程应用价值。     

下车亭隧洞软岩塌方段地质条件及处理措施

下车亭隧洞由于其洞身地质条件复杂,在施工中出现了塌方,经过采用不清渣对松渣进行封闭等加固措施,解决了软岩塌方处理的难题,取得了较好的效果,确保了隧洞的施工安全及运行安全。     

软岩隧洞的开挖支护研究——以悬臂式掘进机的应用为例

结合悬臂式掘进机在菲律宾大马尼拉供水隧洞的应用情况,针对施工过程中存在的主要问题,开展了悬臂式掘进机开挖支护技术研究,提出了解决办法和改进思路,总结了软岩隧洞悬臂式掘进机开挖支护所遵循的基本原则和实施要点。