高地应力层状软岩隧道非对称挤压大变形分级修正方法研究

为探明高地应力层状软岩隧道非对称大变形特征,收集200个高地应力层状软岩隧道大变形案例数据,统计分析非对称大变形的影响因素,采用关联规则方法分析隧道相对变形量、非对称变形部位,研究非对称大变形分级修正方法.结果表明:高地应力层状软岩隧道大变形分级非对称主要因素为岩层倾角α、岩层走向与隧道轴线夹角β、原岩应力场最大主应力...     

边坡与隧道相互作用研究进展

综述了边坡与隧道相互作用的研究进展,主要内容包括边坡中隧道病害调查并以小曼萨河隧道为例分析了滑坡隧道病害状况、坡体病害与隧道变形的分类、坡体病害与隧道变形的地质结构模式、边坡与隧道相互作用的模型试验、边坡与隧道相互作用的数值研究方法及其研究发展动态。通过对滑坡隧道病害现场的调查情况以及滑坡与隧道相互作用的变形机理、模型研究以及分析方法的总结及展望,为以后的相关研究提供一些参考和思路。     

基于支持向量机的公路隧道围岩变形预测

隧道围岩变形影响到隧道施工的安全,对隧道围岩变形进行预测,可作为指导隧道施工的依据。以江西某隧道围岩变形问题为研究对象,采用在小样本、非线性、高维模式识别问题中具有优势支持向量机理论建立模型,建立隧道围岩变形预测模型,结果显示,实测值与预测值相差很小,证明此方法有很强的实用性。     

高地应力条件下软岩隧道大变形支护技术研究

利用Midas GTS软件建立高地应力软岩条件下的隧道模型,通过数值模拟的方法研究了各类支护条件下隧道变形特征与施做各类支护技术后的围岩变形特征,得出了高地应力软岩围岩变形曲线与高地应力软岩隧道支护变形特征曲线。对比了各类支护技术的优劣程度,得出了较为有效的隧道大变形支护方式,提出了解决高地应力软岩隧道大变形的合理方法。     

谈六盘山隧道软岩大变形段施工处理技术

结合六盘山隧道大变形工程实例,对隧道大变形产生的原因进行了分析,并依据隧道大变形特征,制定了具体的处理措施与方法,对同类隧道大变形段施工处理有一定的参考价值。     

考虑空间效应的基坑开挖对邻近隧道影响分析

基坑开挖引起的围护结构变形将引起周边土体的卸荷,而土体卸荷将会对邻近隧道附加变形及内力产生不利影响。考虑围护结构变形的空间效应,建立了基于基坑侧壁位移影响的三维土压力卸载计算模型,并借助Mindlin解得到了基坑开挖卸荷在隧道轴线处引起的附加应力。考虑地基土体变形连续性,将隧道视为置于Pasternak地基的Euler-Bernoulli梁,得到了隧道附加变形的受力响应。将基坑开挖引起的附加荷载施加于邻近隧道,得到了考虑空间效应的基坑开挖诱发邻近隧道附加变形的理论计算方法。通过与已有案例的对比分析,验证了本文方法的可靠性。进一步分析了围护墙最大变形、隧道与基坑边距离及地基模量等因素的影响规律,结果表明：围护墙最大变形的增大会进一步增加隧道的变形及内力,而隧道与基坑边距离及地基模量的增加,则会减小隧道的附加变形及内力。     

隧道施工期间的变形监测技术

变形监测在隧道施工中起着重要作用,根据与欧美国家测量员一道工作的经验介绍了在隧道施工期间变形监测基准点、工作基点和变形测点的选择方法,描述了隧道拱顶下沉监测方法,讨论了隧道收敛监测技术,同时分析了观测精度和监测周期问题。研究表明,利用现代测绘仪器和所述监测方法,能够快速准确地完成隧道施工期间的拱顶下沉和隧道收敛监测工作。该方法对隧道施工测量工作具有理论和实践参考价值。     

基于MDP算法的隧道断面变形监测

传统的隧道变形监测方法虽然精度较高,但获取的数据过于离散和稀疏。随着激光技术的不断发展,采用三维激光扫描技术进行隧道的变形监测已成为行业发展趋势。笔者基于三维激光扫描技术对隧道进行变形监测,提取隧道断面点云数据后运用MDP算法计算隧道断面变形量,并与全站仪测量结果、现有点云数据处理软件计算结果进行对比,验证了采用MDP算法计算隧道断面变形的可行性。     

武汉地铁小洪山段隧道变形智能监测与分析

城市地铁建设中隧道的沉降监测与运营维护是未来城市建设的重要议题,但是现有的监测方法需要大量的人力且实时性较差。为此本研究提出一套实用性更强的隧道智能变形监测方法并将该方法运用于实际工程中,监测了湖北省武汉市地铁8号线二期三标洪山路站至小洪山站隧道工程中某一段盾构隧道侧壁的变形,通过建立FLAC3D有限差分法模型分析了隧道周围岩体变形与应力分布。监测结果表明该隧道智能监测方法数据真实,结果可靠,在受到扰动时可恢复稳定,能有效实时反映隧道内部变形情况,该段隧道由于刚开挖不久,总体发生了较大的沉降,在2号标靶处沉降量最大,隧道上部土体与岩体的沉降与两侧岩体的挤压是隧道变形的主要因素。     

超载作用下软土盾构隧道横向变形机理及控制指标研究

隧道横向变形直接关系到结构安全,首先采用数值模拟方法研究了地面压载、土体侧向压力系数和土体抗力系数对隧道横向变形发展的影响,研究了隧道横向变形随压载的变化发展规律,建立了隧道直径变化和混凝土受力、螺栓受力以及接头张开量之间的关系,提出了以隧道直径变化作为隧道横向结构性态发展的判定指标;根据隧道横向变形发展规律,利用隧道结构变形发展过程中的结构几何特征,建立了隧道变形量发展的几何简易分析方法,利用该方法直接测量隧道直径变化就可以判定隧道变形状态,为隧道结构安全评价提供了十分简单有效的手段。     

锦屏二级水电站引水隧洞围岩稳定分析及支护设计

锦屏二级水电站引水隧洞地处高山峡谷地区,埋深大、洞线长,高地应力、高外水压力问题突出。按照围岩是地下工程中主要的承载结构这一设计思想,应用弹塑性有限元法分析了锦屏二级水电站引水隧洞开挖及支护过程中围岩的变形规律与特征、围岩应力分布及其变化规律、塑性区范围,比较研究了不同渗控方案对隧洞围岩和衬砌的工作状态的影响,得出了一些对高地下水位条件深埋引水隧洞的支护设计有普遍意义的结论。     

岩溶尺寸对隧道围岩稳定性影响的模型试验研究

利用公路隧道结构与围岩综合试验系统，对石灰岩地区大断面隧道开挖过程中，不同大小溶洞对隧道围岩稳定性的影响进行相似模型试验研究，并运用ANSYS软件进行了弹塑性有限元数值分析：三维动态施工过程模拟与试验结果均表明，溶洞对围岩的变形有较大影响，随着溶洞尺寸的增加，开挖前的围岩先期位移和开挖瞬间的释放位移均有较大幅度的增长，同时，溶洞区的开挖对无溶洞区的围岩变形有放大作用。     

Integration of three dimensional discontinuous deformation analysis (DDA) with binocular photogrammetry for stability analysis of tunnels in blocky rockmass

This paper demonstrates and evaluates an integrated system coupling 3-dimensional binocular photogrammetry and discontinuous deformation analysis (DDA) for stability analysis of tunnels in blocky rockmass. 3D DDA is an effective numerical method for discontinuous and large displacement problems. In stability analysis of rockmass, especially for tunnels, one of the primary bottlenecks in 3D DDA is generating discontinuous models. For tunnel constructions requiring small interval time for blasting, traditional geotechnical data collection approaches such as hand-mapping and geologic compass are always lacking in efficiency and accuracy. 3D photogrammetry is an economical and efficient method for collecting geometric features and surface data. An integrated system connecting geometrical data acquisition and discontinuous numerical analysis automatically, is valid for improving safety in tunnel construction. This system includes photogrammetry module, modeling module and analysis module. In the photogrammetry module, binocular photogrammetry devices and image reconstruction technique are implemented for geometric data of rockmass. Then location, dip direction and dip angle of joints as well as other geometric information of tunnels are input into the modeling module to generate 3-dimensional discontinuous models. The analysis module using 3-dimensional DDA to evaluate the stability of the surrounding rock in tunnels. The integrated system is implemented in an engineering instance, Suocaopo Tunnel in Guizhou, China.     

Systematic numerical simulation of rock tunnel stability considering different rock conditions and construction effects

This paper outlines the construction process mechanics (CPM) principle for analysing the stability of rock tunnels and presents finite element method (FEM) numerical simulation and prediction on the deformation and failure of the rock masses surrounding tunnels under various rock mass properties and excavating and support conditions. Based on numerical modelling, a series of predicting curves for rock mass response and deformation are obtained, which provides the basis of guiding the design and construction of rock tunnels in Taiwan.     

裂隙岩体的热-水-应力耦合模型及二维有限元分析

尝试将Barton-Bandis模型和Oda的裂隙张量理论结合起来应用于饱和-非饱和裂隙岩体中热-水-应力耦合过程的计算分析,研制了相应的二维有限元程序,并列举算例比较了无、有多组裂隙岩体中的应力场、渗流场和温度场的分布及变化情况。由此看到:由于不连续面的存在减弱了母岩的刚度和增大了其透水能力,使得裂隙岩体中的应力集中程度降低和渗流速度提高,从而热源产生的热量可较快地被水流传输到周围区域中去,岩体中的温度和负孔隙水压力量值也相对较低。     

Brittle overbreak prediction in deep excavations for hydrothermally altered and heterogeneous rockmasses

In massive rockmasses under high in situ and deviatoric stresses, brittle spalling is the dominant damage process and failure mode and can result in significant depths of overbreak outside the excavation design dimensions during and after construction. Significant work has been done by researchers to develop empirical and mechanistic prediction tools for brittle overbreak in homogeneous rockmasses. Brittle overbreak in heterogeneous rockmasses that contain hydrothermal veins and breccia can behave quite differently than homogeneous rockmasses, with the result that the existing tools for homogeneous rocks are inadequate. In this study, overbreak profiles and excavation observations from part of the undercut level in the New Mine Level project at the El Teniente copper–porphyry mine in Chile and intact laboratory test data from the four local rockmass units are used to develop new functions based on brittle rock mechanics to improve the prediction of the depth of brittle overbreak for similar excavations in heterogeneous rockmasses. The dacite porphyry unit, which has few stockwork veins, most closely resembles the expected homogeneous brittle overbreak development. The stockwork mafic complex unit exhibits overbreak that exceeds the homogeneous prediction because the planar, pervasive quartz veins act as crack attractors and develop maximum crack propagation after initiation and immediate strength loss. The anhydrite breccia unit and a brecciated contact zone contain large clasts of contrasting mineralogy that act as crack arresters, resulting in minimal overbreak. The proposed functions to predict depths of brittle overbreak around tunnels in these heterogeneous rocks can ultimately be used to aid in excavation and ground support design.

     

厦门市仙岳山隧道围岩稳定性三维有限元计算分析

厦门市仙岳山隧道为一城市双洞四车道隧道,其岩柱净距１９ｍ,仅是规范要求值下降的５７％。为了探讨不同围岩及线间距条件对该隧道稳定的影响,使用三维弹塑性有限元方法进行了系列的计算分析,取得了有益的认识。     

断续节理岩体宏观变形特性差异性的分形估计

岩体结构的复杂多变是造成节理岩体宏观力学特性差异怀的重要原因。应用分形几何学中的分维数作为描述岩体结构的定量指标，建立了分维数与岩体变形参数的相关模型，进而系统研究了某重大水电工程大型地下厂房不同工程部位的围岩变形特征。     

预应力锚索锚固机理的数值模拟试验研究

为研究预应力锚索对三峡船闸高边坡岩体的加固效果，采用三维显示有限差分法，建立预应力锚固数值仿真模型，进行一系列计算机模拟试验。结果表明：预应力铹索在张拉过程中在岩体内形成了表层压缩区，由于多根预应力锚索的应用，每根锚营的压应力集中区相互叠合形成一个连续发布的压缩带，其分布形态与锚索布置方式、间距、锚索根数以及预应力的大小有关。对于三峡船闸高边坡，在预应力锚索和系统锚杆的共同作用下形成表层压缩带，构成了所谓的岩石锚固墙，进而缓解岩体力学性关随开挖爆破的优劣过程，限制边坡岩体的变形，改善了坡的稳定性。     

爆破作用对地下金属矿山围岩稳定性的影响

 为分析爆破作用对地下金属矿山围岩稳定性的影响，截取夏甸金矿具有代表性的VII–2矿体剖面，利用光纤光栅传感器对现场爆破作用下的围岩应变进行监测；同时，利用现场取得的爆破地震波，结合夏甸金矿的实际开采状况，对爆破作用下围岩的稳定性进行数值模拟计算。依据数值模拟计算结果对围岩监测点的布置位置进行优化。研究结果表明，光纤光栅传感器能够有效地监测到爆破作用造成的围岩微应变，利用光纤光栅进行矿山围岩稳定性监测是可行的。爆破作用对自身巷道的影响最大，巷道近区围岩的应力和安全系数变化较大，但对相邻巷道的围岩稳定性影响较小。依据爆破前后巷道的位移、应力、加速度和速度变化规律，在布设传感器监测点时将规律点和关键点相结合，定期监测和长期监测相结合，并适当增设补充点，能够对巷道监测关键点的布置进行有效优化，提高监测的针对性。