基于复变理论的城门洞型隧洞围岩黏弹性位移解析解（研究生论坛）

围岩蠕变特性是影响隧洞长期稳定性的主要因素,目前对黏弹性位移仅得到圆形、椭圆形和矩形等简单边界的解析表达式,而对城门洞型隧洞,则尚未提出较精确的黏弹性位移计算式。基于任意边界的围岩弹性位移的计算过程,运用复变函数理论,根据实际情况简化计算模型,推导了城门洞型隧洞围岩边界位移的弹性解析解,再根据弹性-黏弹性对应原理,通过Laplace变换及其逆变换进一步得到了城门洞型隧洞边界位移的黏弹性解析解。结合某软岩隧洞工程,开展解析解、弹性有限元及FLAC3D流变分析,计算表明：三种计算方法洞室边界黏弹性变形规律基本相似,初始弹性变形吻合较好,且黏性变形的演变规律与数值分析及现场实测结果基本一致,表明应用文中方法的实用性和可靠性。     

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。     

直墙拱形巷道围岩应力场分析

为得出直墙拱形巷道围岩应力分布规律,应用复变函数弹性理论推导了直墙拱形巷道围岩应力分布的解析表达式。对直墙拱形巷道边界的围岩应力和巷道水平线方向的围岩应力分布规律进行分析,并考虑直墙拱形巷道断面高宽比和侧压系数对其影响规律。研究表明：在不同巷道断面高宽比、侧压系数下,直墙拱形巷道围岩应力集中区域主要集中在直墙底部底角处、拱形顶板中点附近和底板中部3个位置。不同巷道断面高宽比下,直墙拱形巷道沿水平线的应力分布规律基本相同。侧压系数大于1时,采用巷道断面高宽比小于1较有利于巷道稳定;侧压系数小于等于1时,采用巷道断面高宽比大于1较有利于巷道稳定。     

巷道围岩应力空间分布仿真分析

为得出巷道围岩应力空间分布特征,以圆形断面巷道为例,采用复变函数方法得出其应力解,并把映射空间解转化为巷道所在空间解后对巷道周围岩体应力场进行仿真分析,得出了巷道周围岩体应力场分布直观图,可方便直观的了解巷道围岩任意位置应力分布情况。并考虑不同半径、不同侧压系数对围岩应力场的影响,得出了：圆形巷道围岩应力峰值及其出现方向与半径无关;侧压系数小于1/3时,顶底板开始产生拉应力,大于3时两帮围岩开始产生拉应力;以及环向、径向、剪切应力及最大、最小应力的变化规律。     

隧洞围岩中岩块位置的现场确定及岩块体积计算

根据开挖面上岩块先出露的两个角点的数据,确定岩块的其它两角点的集团;用排列点阵的方法计算岩块体积。提出了方法更方便在计算机上得到实现。     

层状巷道围岩稳定性的试验研究

随着我国煤矿深部开采时代的来临,深部软岩层状巷道的稳定性问题越来越受到人们的关注。国内许多煤矿企业没有对深部巷道所处的复杂环境进行针对性的支护设计,从而产生了大大小小的安全问题。为了研究深部软岩巷道的变形及破坏规律,结合徐州矿区旗山矿的工程实际,制作了巷道物理模型,设计了不同地应力条件下的加载试验,成功模拟了深部煤岩体在自重应力和水平构造应力共同作用下的变形及破坏过程,并通过红外图像记录应力集中区域以及能量释放区域,形象再现了实际工程现场巷道两帮非对称变形、底鼓、冒落等破坏现象。研究内容可为深部层状软岩巷道稳定条件和支护方式的确定提供参考。     

考虑岩体自重时圆形洞室围岩应力和位移的弹性力学和边界元计算

本文对圆形洞室受到自重作用时，围岩内的应力和位移进行了弹性力学和边界元分析。由算例所得结果说明两种方法相当一致。这为边界元解有较高精度这一结论提供了佐证。     

深埋马蹄形隧道开挖围岩应力与位移的复变函数解

利用复变函数解法中的柯西积分法,求解工程中常用的单心圆仰拱马蹄形隧道在弹性半空间内任意一点处的应力值和位移值解析解表达式。由于是深埋隧道,且埋深与孔径之比较大,故不考虑重力梯度影响,直接把重力作用化为无限远处作用有 P1、P2的外载;求解出马蹄形隧道孔洞在弹性半空间内任意一点处的应力值和位移值解析解表达式。结合典型断面,利用三维有限元分析软件M ADIS/G T S建立二维平面应变模型,对理论推导单心圆马蹄形隧道在弹性平面内的解析解公式进行验证。分析表明,有限元结果和解析解结果有较好的吻合性,证明了新方法的准确性,针对深埋马蹄形隧道开挖工程,可以快捷地评估围岩应力状态及位移变形。     

压力隧洞仿真模型试验研究

采用仿真模型试验,对某工程压力隧洞普通钢筋混凝土衬砌和围岩系统在内水压力作用下的反映与相互作用机理进行了研究。为该工程压力隧洞衬砌型式的合理选择提供了依据。     

不良地质条件下隧洞围岩变形规律的分析

变形是围岩稳定性状态的主要表现形式,围岩稳定性分析与评价以位移变化过程曲线、分布特征为基本资料,以解读变形量变化过程、变化趋势和分布规律为主要内容。在围岩稳定控制过程中,变形变化过程控制理论、围岩与支护结构的相互作用理论是围岩监测的主要理论依据。     

水布垭电站尾水隧洞围岩变形监测与稳定分析

清江水布垭电站尾水隧洞开挖过程中，围岩稳定性是安全生产的关键技术问题，故在施工过程中进行了围岩收敛变形监测。介绍了隧洞收敛监测观测断面的布设、观测点的埋设、监测方案和数据处理，最后对围岩稳定位移和其达到基本稳定所需的时间进行了预测，同时对围岩及衬砌稳定性进行了分析和评价，并给出了监测所获得的结论。     

地下连续墙施工周边土体水平应力和位移的解析解

将复变弹性理论应用于地下连续墙施工过程周边土体水平应力和位移求解。首先通过有限差分数值模型对比计算,讨论了将泥浆护壁作用下地下连续墙成槽开挖三维问题简化为平面应力问题求解周边土体水平应力和位移的可行性,在此基础上通过保角映射将矩形槽以外的无限区域映射到单位圆域,利用复变弹性理论推导了地下连续墙施工过程中周边土体水平应力和位移的求解公式。与数值解的对比验证了推导出解析解的精确性,并进行了参数学习,得出了槽面中心点最大水平位移的计算简式。最后将其应用于实例分析,验证了解析解的实用价值。     

锚杆支护条件下围岩应力及变形特点分析

本文采用数值模拟方法比较分析了有无锚杆作用下深部开采圆形和矩形巷道围岩应力、应变及变形随距巷道表面距离变化的不同特点。结果表明:锚杆随距巷道表面一定范围围岩应力、应变及变形减小,围岩应力、应变及变形随距巷道表面距离增加而衰减速度变缓;距巷道表面较远处围岩应力反而增加。锚杆作用下围岩整体移动趋势增加并将近处围岩较大应力传递到远处。     

深埋巷道破裂围岩位移分析

针对深埋巷道围岩普遍处于破裂状态的特点，采用非连续变形分析（DDA）软件对巷道围岩松动圈非连续体位移影响因素的变化规律进行了模拟研究．分析了用锚杆、锚索和注浆加固以增加围岩破裂面的黏结力、抗拉强度和内摩擦角的数值朱减少位移量的机理，提出了非连续体巷道失稳破坏的判断标准，并对埋深1159m的大松动圈围岩巷道的非连续体位移进行了定量计算和实地观测．实测结果与DDA软件计算值比较吻合，说明对于深埋巷道破裂围岩采用DDA方法进行位移计算和支护参数设计是可行的．     

基于Logistic-Verhulst模型的云岭隧道围岩位移预测

隧道围岩的变形是一个非常复杂的非线性演化过程,按照数学思想依据自然界生物生长动态过程建立Logistic-Verhulst模型,模拟计算围岩应力重分布过程的位移.通过在十漫公路云岭隧道实地监测验证,得到在复杂地质条件下,施工过程中软弱围岩变形的超前预报值、收敛趋于稳定的值和趋于稳定的时间,以较高的预测精度,证明了Logistic-Verhulst模型在隧道围岩位移监测应用中的可行性和可靠性.     

渗流－应力耦合下深埋引水隧洞变形稳定性分析

隧洞开挖过程中,地下水渗流作用引起围岩应力重分布,其对围岩稳定性的影响不容忽视．依 托日照市沭水东调引水隧洞工程,基于渗流－应力耦合理论,利用ＭＩＤＡＳ－ＧＴＳ有限元分析程序,对 有无渗流作用下隧洞的开挖过程进行仿真分析,得出了隧洞开挖过程中围岩孔隙水压力分布及围 岩变形规律．计算结果表明：开挖使一定范围内的围岩孔隙水压力降低,并导致围岩内孔隙水压力 呈环形带状分布;渗流－应力耦合下围岩位移空间分布规律与未考虑孔隙水压力时相似,耦合作用 对拱顶的竖向位移影响最大．     

引大济湟调水总干高埋深隧洞围岩工程地质分类

结合现场测绘和勘探工作所获取的工程地质、水文地质资料,用巴顿Q系统和我国水利水电工程围岩分类方法,对引大济湟调水总干渠隧洞围岩进行了分类和评价.所得结果已用于工程实践,成为指导该工程设计和施工的重要参考文献.