考虑围岩松动圈的隧道抗减震措施

为了研究考虑松动圈的情况下隧道抗减震措施的有效性和机理,建立同时考虑松动圈和抗减震措施的有限元计算模型,通过设置减震层、注浆加固和综合措施3种减震措施,研究隧道结构的地震动力响应.首先将数值计算模型与振动台试验结果相对比,验证数值计算模型的有效性;然后在数值模型基础上,进一步分析减震层、注浆加固以及综合措施(即2种措施同时施作)的情况下隧道结构的附加应力、附加应变、围岩塑性区以及衬砌损伤的变化.结果表明:考虑松动圈后,与不设置减震措施时相比,减震层的存在使结构的主应力发生小幅变化,同时减震层增大了衬砌总体的环向变形,在减小围岩塑性应变的同时还增加了衬砌的拉伸损伤;而注浆加固不仅能减小衬砌各处的主应力响应,还能减小衬砌各处的应变响应,减弱了松动圈对隧道变形的不利影响;同时施作2种减震措施,则衬砌各处的主应力及应变均显著减少,衬砌的抗震性能得以显著改善.因此,当考虑松动圈时,减震层与注浆加固相结合的综合减震措施对于隧道结构更为适宜,且易于和实际辅助施工措施相结合.     

软岩巷道围岩松动圈变形机理及控制技术研究

通过对软岩巷道工程特征的研究,提出用定量指标——稳定的围岩松动圈厚度值Ｌｐ（Ｌｐ≥１５０ ｃｍ ）来判定“软岩巷道工程”的方法．以此为基础,进而分析了围岩松动圈碎胀、水胀及复合等变形机理,提出对大松动圈碎胀变形Ⅳ,Ⅴ类软岩采用锚喷网支护,Ⅵ类软岩采用联合支护,对水胀变形软岩首先采用综合防治水措施的新思路,并被大量的工程证明是正确的．     

茶镇隧道围岩松动圈范围测量与研究

为了向隧道围岩支护设计提供可靠的松动圈厚度理论依据,以茶镇隧道的工程实际为例,通过弹塑性理论分析,采用围岩深部位移测量的方法,计算了茶镇隧道围岩松动圈的分布范围,分析了茶镇隧道围岩松动圈对围岩稳定性、锚杆支护参数设计合理性的影响.研究结果表明:通过理论计算得出的松动圈厚度为1.9mB2.0m.     

用地质雷达测试围岩松动圈的原理与实践

论述了用地质雷达测试巷道围岩松动圈的原理 ,提出了松动圈的实测方法 ,并在煤矿综采放顶煤工作面顺槽中进行了测试实践 .测试获得了整个巷道断面松动圈的分布 ,结果表明综采放顶煤工作面巷道围岩松动圈的大小在断面不同部位有较大差异     

基于松动圈理论的软岩大变形隧道锚杆支护优化研究

在高地应力软岩区修建隧道时,由于软岩自身强度低、膨胀性强,又受高地应力挤压,若施工措施不当易发生软岩大变形,给工程建设带来巨大困难。根据围岩松动圈理论,采用统一强度准则,考虑中间主应力的影响,分析围岩应力状态,得到适用于软岩大变形隧道围岩松动圈半径计算公式。对安岚高速谢家坡隧道围岩进行弹塑性分析发现,软岩大变形隧道围岩松动圈沿横断面分布并不均匀,呈边墙大拱顶小的趋势,且随大变形级别的升高和支护反力的减小而增大。结合现场测试得到Ⅱ级大变形松动圈厚度拱顶处为6.5~7.0 m,边墙处为7.0~7.5 m;Ⅲ级大变形松动圈厚度拱顶处为7.5~8.0 m,边墙处为8.0~8.5 m,并以松动圈厚度为依据优化系统锚杆长度。对优化段监测可见,围岩变形显著减小,稳定性有效提高。     

跨采巷道围岩松动圈发育的结构特点

采用ＦＬＡＣ数值模拟软件，研究了上围岩结构型式巷道在不采应力环境听松动圈发育规律，得出不同围岩结构组成式对巷道岩松圈的最终发育形态和发育程度具有重要影响的结论，     

钻孔摄像测试围岩松动圈的机理与实践

利用全景钻孔数字摄像技术和数字图像处理与分析方法,研制了全景数字钻孔摄像煤矿巷道围岩松动圈测试系统,该系统由硬件和软件2大部分组成,硬件系统包括高压密封摄像定位磁性罗盘以及微型CCD摄像机等,软件系统则包括钻孔图像实时监视与实时处理(如图像无缝拼接、平面图展开、三维钻孔岩芯生成)以及松动圈的分析程序.在松动圈识别关键技术中,提出了用钻孔图像中围岩裂缝的圆形度指标作为判断围岩松动圈标准的新思路.首次将其应用于山东七五煤矿深井围岩松动圈的测试工作,获得了围岩松动圈厚度值在巷道断面不同部位有较大差异的分布规律,并和传统的围岩松动圈超声波测量法比较,误差在3.5%之内,验证了钻孔摄像技术测量松动圈的可靠性,为高应力地下工程围岩松动圈厚度值的测试提供了新的方法.     

地震折射层析法在隧洞围岩松动圈测试中的应用

隧道围岩松动圈的测试对某些变形严重的围岩段的施工设计有着重要的意义。它的形成是由施工方法和围岩的地质特性所决定的。它由松动圈、过渡带和原岩三层组成。它的层状特性是开展地震折射层析方法的地球物理基础。与其它折射解释方法相比,层析法可以更精细地描绘松动圈起伏变化的地质情况,特别是透射严重和过渡带速度渐变的情况。在某些情况下,测试结果还可反映出隧道中构造应力的方向。文章介绍了SeisImager软件中折射层析算法的基本原理和最小走时树方法。通过该方法在某隧道围岩松动圈测试中的应用效果,说明了层析法有无可比拟的优点。     

火车岭隧道软弱围岩大变形特征及机理分析

在现场调研、工程地质勘察及隧道监控量测的基础上，研究了十漫高速公路火车岭隧道施工中出现的大变形问题，通过分析该隧道变形破坏特征，从围岩岩性条件、地下水条件及地应力条件等因素对该隧道大变形机制进行了研究，结果表明，大变形为围岩塑性流动及围岩膨胀变形的综合作用。提出了综合治理措施，以确保隧道安全顺利贯通。     

深井巷道围岩松动圈预分类研究

通过对千米深井按五水平、分岩性及是否受采动影响底板岩巷围岩松动圈的实测分析，着重探讨了围岩松动圈与采深及受采动影响下的变化规律等，并对深水平巷道围岩松动圈进行预分类，据此进行工业性试验，取得了良好的效果     

高速铁路隧道围岩大变形特征及机理分析

为研究高速铁路隧道围岩大变形的特征及其机理,以沪昆客运专线湖南段杨家隧道发生大变形塌方为工程背景,对隧道围岩大变形引起地表裂缝及初支侵限进行了介绍.选取隧道大变形里程段的典型断面设置多个监测断面,通过监控量测等手段对其灾变期变形特征展开了分析,在此基础上,从岩性、地质构造、围岩赋存环境三个方面分析了杨家隧道发生大变形的机理,能够为该隧道发生大变形后采取相应措施提供理论依据.     

用湿度应力场理论分析膨胀岩巷道围岩变形

本文在文献［１，２］提出的膨胀岩体中的湿度应力场理论的基础上，编制了非线性大变形有限元计算程序，并以软岩巷道围岩遇水作用问题为例，用湿度应力场理论分析计算了围岩大变形问题。计算表明，湿度应力场理论克服了以往各种岩石膨胀理论的缺陷，可以综合分析膨胀岩土工程中水、载荷（原岩应力、自重等）、支护等对围岩的共同作用问题。     

隧道围岩监控量测与稳定性分析

以瑞金二隧道为例,在施工过程中先对隧道围岩进行监控量测,再采用EXCEL数据库和Boltzman函数对监控量测数据进行拟合分析.结果表明:量测结果较为准确,曲线拟合程度也较高,能够较好地反映隧道在施工过程中,拱顶下沉和水平收敛位移的变化情况.有利于施工者对隧道的稳定性做出止确的判断.     

隧洞施工中围岩收敛观测及分析

根据“引黄入晋”工程连接段隧洞施工中围岩变形情况，讨论了隧洞收敛观测断面的布置原则、现场观测方法以及观测数据的温度修正。通过对施工过程中测量数据的整理和分析，得出了收敛位移随时间变化的规律。     

断层破碎带隧道围岩稳定性分析

为研究断层破碎带隧道开挖过程中围岩稳定性以及拱顶沉降变化规律,对某断层破碎带隧道施工过程实施了监控,并采用回归分析的方法预测了该隧道两个断面的最终沉降.以该隧道为原型,基于有限元原理与岩体的弹塑性本构关系,采用ADINA软件,建立了有限元模型并进行了隧道开挖过程的模拟计算并预测了最终沉降.模拟计算结果表明:隧道开挖过程中最大垂直位移始终位于拱顶,上台阶左侧及上台阶右侧土体开挖后,拱顶下沉及周边收敛速率增大.现场监测结果与有限元模拟结果都证实了在断层破碎带围岩中采用预留核心土的隧道开挖方法能够有效控制拱顶沉降并预防塌方、冒顶等事故的发生等.研究成果可为隧道围岩稳定性研究提供理论依据,为隧道施工提供技术支持.     

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。     

软弱围岩地段断层形态对大断面隧道的稳定性影响分析

依托三清高速西山营隧道,采用数值模拟与现场监测的方法,探究断层形态对隧道围岩变形及支护结构稳定性的影响,提出最佳加固方案。结果表明：拱顶沉降最大值随着断层厚度的增加呈“对数”曲线增长趋势,随着断层倾角增大呈“抛物线”曲线分布,当断层倾角达到90°时达到最大;最不利断层形态为倾角+厚度(83°+70 m);进而建立优化加固对比数值模型,得到管棚注浆加固能够有效控制围岩变形,抑制塑性区发展。结合实测数据发现模拟值与实测值相差较小,验证数值模拟结果的正确性。     

灰色预测模型下隧道围岩稳定性的模糊概率分析

现阶段预测围岩的稳定性多是运用定值判断法,但影响围岩变形的因素繁多且相互制约,要确定一个准确的定值十分困难。为了避免定值判断法中定值确定的问题,本文采用灰色理论预测结合模糊概率法对隧道围岩的稳定性和稳定概率进行分析计算,将稳定性问题数学化,能准确地反映围岩的稳定状况。研究结果表明:灰色预测模型下隧道围岩稳定性的模糊概率法预测围岩的最终变形情况准确,分析围岩的稳定性合理,能及时提供围岩的稳定程度和结构可靠性的安全信息,预见事故和险情,且其计算过程简便,方便在工程中采用。     

张集铁路旧堡隧道围岩初始应力反演分析及分级评价

隧道围岩初始应力分析评价是进行围岩稳定性分析、实现隧道安全快速掘进的前提.采用位移反演分析和场区构造地应力分析2种方法,对旧堡隧道围岩初始应力状态进行分级评价.研究表明,开挖区段隧道横截面上平行洞轴方向为最大主应力方向,围岩的最大、最小主应力均大于自重应力,岩石强度应力比低,该隧道围岩的初始应力属于高地应力.