岩石偏压隧道动态分析及相关研究

通过系统研究岩石隧道，尤其是偏压隧道的围岩压力确定方法，及其结构计算方法，能够在施工过程中对隧道衬砌结构进行动态分析，及时调整隧道施工参数，达到最佳的效果。文中采用规范推荐方法确定反分析的初始参数，采用可变容差的单纯形法进行荷载及地层参数的反分析，然后利用反演参数对衬砌内力进行正分析，以指导支护参数的确定。     

偏压小间距隧道荷载结构计算模型研究

荷载结构法是目前隧道结构设计比较通用的方法,为了简化计算,人们建立了多种隧道荷载结构的计算模型.文章采用荷载结构法,通过对荷载结构计算模型的分析和比较,总结了各种计算模型的特点.以云南元磨高速公路平年小间距隧道为例,进行有限元数值模拟,并将数值模拟结果和所采用的楔体结构模型计算结果进行对比分析,得到的关于隧道结构计算模型的几条结论,对偏压隧道的荷载结构计算具有一定的参考价值.     

偏压连拱隧道结构荷载计算及监测分析

依托工程实例,基于双塌落拱假定,并考虑偏压地形产生的地层推力对连拱隧道衬砌结构造成的影响,建立改进的结构-荷载模型进行偏压连拱隧道衬砌结构荷载计算,并与地层-结构模型以及监测数据比较,得到改进的结构-荷载模型的适用性。结果表明,在隧道周边围岩状态较差,隧道开挖可能引起边坡滑移的情况下,改进的结构-荷载模型可以很好地预测隧道结构的危险位置,适用性较好;对于围岩条件较好或者偏压地形作用不明显时,计算结果相比地层-结构模型以及实测数据更安全。     

隧道浅埋偏压段施工技术研究

以实际工程为例,基于浅埋、偏压隧道的特点,提出总体施工方案,利用偏压挡墙、边仰坡喷锚支护和套拱法确保浅埋偏压隧道进洞施工安全,洞内采用超前小导管结合预留核心土法进行软弱围岩段施工,同时结合监控量测数据指导隧道施工,克服了隧道浅埋偏压段的施工难题。     

偏压连拱隧道结构优化设计应用研究

介绍了应用遗传算法对偏压连拱隧道断面形状及衬砌进行的结构优化分析,得到了最优的隧道断面形状及衬砌参数,改善了连拱隧道受力,既保证了结构的安全度又降低工程造价,经工程实例应用得到了验证,具有较好的经济效益和推广应用价值。     

铁路隧道浅埋偏压段施工方法及控制技术研究

以某高速铁路隧道在出口端附近发生浅埋偏压为工程研究背景,对浅埋暗挖法的原理、特点进行了分析,初步探究了隧道偏压形成的机理,在此基础上,提出了采用三台阶预留核心土法开挖,同时运用洞外地层辅助、洞内超前支护的辅助施工方法,为同类工程提供了参考借鉴。     

浅埋偏压隧道施工技术研究

针对在傍山隧道或黄土隧道浅埋段施工中出现的偏压现象,研究有效处治方法,并制定相应的施工方案,通过对浅埋偏压隧道的工程特点、偏压产生原因、常用施工方法和施工技术进行阐述,可为施工一线提供技术参考。     

特大断面连拱隧道中墙偏压机制及施工影响分析

 中墙作为连拱隧道的主要承载结构,自身的稳定性直接影响着隧道工程整体的稳定性,是连拱隧道设计和施工的重点。中墙失稳的主要力学原因是中墙受力不均而产生偏压失稳,因此,控制中墙稳定的关键是控制中墙偏压及其偏压程度。中墙偏压的出现源于隧道工程自身的地层偏压和非对称式施工产生的施工偏压,根据中墙受力状态可以确定地层偏压、施工偏压下中墙偏压的条件及偏压发生部位;利用有限元计算方法对地层偏压、施工偏压条件下不同施工工序进行计算,分析不同工序对中墙偏压的影响;根据得到的规律对施工工序进行优化分析;最后,给出双向八车道连拱隧道的工程实例。     

龙慈隧道偏压段施工技术

本文阐述了上部弧形导坑预留核心土短台阶法施工艺 ,并针对龙慈隧道洞口偏压浅埋地段提出了锚喷网支护和洞顶加设吊顶锚杆及钢筋混凝土盖板的地表处理办法     

偏压隧道结构稳定性评价的信息优化分析

将影响偏压隧道结构稳定性的因素概括为4个指标，即围岩超欠挖量，隧道稳定性系数，地震烈度和隧道偏压比。然后对每个指标收集若干组原始数据信息。利用原始数据，根据信息优化理论建立原始数据信息与偏压隧道结构稳定性关系，对结构稳定性进行评价，经过计算分析和工程检验，证实了该方法的可靠性。     

越江盾构隧道纵向不均匀沉降控制指标值研究

随着我国越来越多的越江隧道投入运营,由多种因素导致的隧道纵向不均匀沉降逐渐得到重视。为了保证车辆的正常运行以及越江隧道的结构安全,需要对隧道的纵向不均匀沉降进行控制,并提出合理的控制指标值。在修正的等效连续模型基础之上,笔者对纵向弯曲造成的越江隧道不均匀沉降的控制指标值进行了研究,同时,针对环向错台造成的越江隧道纵向不均匀沉降,研究了相对弯曲的合理取值。研究结果表明:当纵向曲率半径相同时,越江隧道的环缝张开量大于地铁隧道;在相同的环缝张开量条件下,越江隧道的纵向曲率半径随隧道直径的增大近似呈线性增长;当相对弯曲值相同时,越江隧道的错台量是地铁隧道的1.5至2倍。因此,相对于地铁隧道,应对越江隧道纵向不均匀沉降控制指标值提出更严格的限制。     

偏压小净距隧道围岩压力分析

偏压小净距隧道是一种较新的隧道形式,受力状况较为复杂,目前尚没有其围岩压力的理论计算方法.为此作者对偏压小净距隧道围岩压力进行了理论探讨,得出了滑动破裂角、侧压力系数及垂直围岩压力的理论计算公式.分析了隧道间的净距对围岩压力的影响以及地面倾斜角度和净间距对隧道内侧压力系数的影响,可为类似隧道的设计提供参考.     

公路隧道围岩压力研究与发展

由于岩土体性质、地应力、边界条件、施工过程等方面的复杂性和随机性,使得公路隧道围岩压力的确定或计算变得十分困难.近百多年来,国内外的学者不断地结合新工艺、新技术,从不同角度出发对其进行了深入的研究,从最初的松动压力到现在的形变压力、从经验公式法到反分析预测法等,取得了不少有价值的成果.但随着近年来公路隧道的结构越来越复杂、断面越来越大,现有的这些围岩压力的计算方法已很难满足其建设的需要,发展更加合理的围岩压力计算方法已经成为一种迫切的需要.作者首先对经验公式法、理论计算法、现场量测法、模型试验法和反分析预测法等围岩压力计算方法的研究和发展进行分析和评价,指出这些方法中普遍存在的问题.在此基础上对我国公路、铁路隧道中经验公式的适应性和适用性进行了重点讨论,旨在为公路隧道围岩压力计算的研究和发展提供借鉴和参考意义.     

考虑开挖面空间效应的围岩虚拟支护力分析

基于围岩与支护相互作用两阶段分析法,针对静水压力下的圆形隧道,提出了一种预测理想弹塑性、应变软化、弹-脆-塑性围岩下虚拟支护力的数值方法。根据该方法,首先给出了隧道纵向变形曲线与围岩特征曲线的求解程序,在此基础上,根据一定工况下围岩应力应变一致性对虚拟支护力进行耦合求解。通过与其他方法的计算结果对比论证了本文方法的优势。同时还探讨了临界塑性软化系数、岩体质量、初始应力、剪胀系数对虚拟支护力与开挖面空间效应的影响规律,参数分析结果表明:许多关于隧道掘进的数值模拟研究或实际工程中,经常基于弹性假定计算应力释放率,相应的支护设计并不安全。     

连拱隧道围岩压力的释放率分析

连拱隧道作为公路隧道新的结构型式,理论上还不成熟.以云南省元磨高速公路的两座连拱隧道作为工程背景,按弹性阶段相似原则进行两组连拱隧道室内模型试验,包括隧道处于常规应力状态下和偏压状态下的模型试验.采用压力盒量测施工过程中隧道围岩压力,并提出了围岩压力释放率的概念,对连拱隧道开挖过程中围岩压力的变化特征进行了分析,同时对两种应力状态下的试验结果进行了对比分析.得出的结论对连拱隧道的设计和施工有积极的指导作用.     

各种形状洞室的围岩压力分析

洞室的围岩压力与洞室的形状、大小是有密切关系的 ,运用有限元法的基本原理 ,采用ANSYS软件对圆形、矩形和拱形洞室的围岩应力状态进行了数值模拟分析。并将其分析结果与规范规定及传统方法的简化公式求得的结果作了比较 ,得出了一些有益的结论 ,同时提出在实际中所需注意的问题     

卸荷效应下牛湖山隧道围岩应力分析

以卸荷非线性岩体力学为基础,借助目前基于加载岩体力学理论所编制的计算软件,对牛湖山大跨径隧道进行更符合围岩实际情况的三维有限元模拟,进而分析在一个完整的施工循环内围岩应力变化的情况及原因,以及受开挖影响的围岩范围与开挖面的距离关系,从而得出上台阶的开挖对围岩的影响程度最大,其次为左侧导洞的开挖,而下台阶的开挖对围岩影响程度最小;对围岩影响较大的范围在开挖面前后6m以内,着重关注的范围在开挖面前后3m左右的距离,为今后施工提供更具指导性的动态信息.     

大跨软岩隧道施工动态监测试验研究

以内蒙古金盆湾大跨软岩隧道为工程背景,通过现场监测及数值分析,探讨围岩拱顶沉降、钢支撑内力、围岩与初期支护之间的内力、初期支护与二衬之间的内力随时间及开挖距离的变化规律,并用现有的理论及方法对其进行围岩稳定性分析。研究结果表明:对拱顶沉降数据的拟合函数进行求导分析并判定出围岩的稳定状况良好;围岩和初期支护压力在距离上台阶开挖面65 m后逐渐稳定;钢支撑外侧应力平均值大于内侧应力,最大应力值小于钢拱架的屈服强度,开挖过程安全级别始终处于安全或者基本安全状态;初衬和二衬间的接触应力在二衬浇筑后2天左右达到最大值,随后减小趋于稳定,且稳定值都小于0.1 MPa;数值模拟的围岩变形规律和实测围岩的变形规律相同且沉降实测值与模拟值差别不大,证明了模型的合理性。研究结论可为类似条件下工程的设计、施工和监测提供指导。     

隧道围岩压力的弹塑性新解

在隧道衬砌设计中,围岩压力通常是最主要的荷载,也是最难以确定的荷载。围岩压力的弹塑性理论研究也从未间断。经典的芬纳公式和修正芬纳公式由于塑性区半径的不确定性而限制了其实际工程应用。以修正芬纳公式为基础,考虑围岩与衬砌的共同作用,在未作塑性区体积不变的假设条件下,推导得到塑性区半径的理论计算方法,从而可以直接应用修正芬纳公式计算围岩压力,为隧道衬砌设计提供指导。     

衬砌压力隧洞的弹塑性分析

基于岩体应变非线性软化本构模型,考虑中间主应力的影响,对衬砌圆形压力隧洞在等压荷载下进行弹塑性分析,对弹塑性边界位置在村砌范围内和围岩范围内分别进行了讨论,指出根据弹塑性边界位置的不同应采用不同的计算公式,并得到了由隧洞开挖卸荷引起的、围岩开始屈服时的极限压力以及内压力作用下分别使衬砌、围岩开始屈服时的极限压力。