超大断面隧道围岩的稳定性分析

根据地下结构设计理论和岩石屈服的Dmcker—Prager准则,考虑到围岩的自身承载能力,采用有限元对广西柳州一处公路隧道围岩的稳定性进行了分析。考虑到开挖方式、开挖顺序对围岩稳定性的影响,对围岩的开挖过程进行模拟。确定不同开挖方式下隧道围岩的位移、应力状态,以及位移、应力状态随时间的变化规律,为隧道施工过程中开挖方案的制定、支护时间的选取提供了依据。     

隧道开挖施工过程的有限元动态模拟研究

利用通用有限元程序ABAQUS建立隧道、围岩以及支护的平面应变有限元模型,模拟实际开挖过程,分析了隧道开挖前后硐室围岩应力分布、围岩位移等的影响,为今后的隧道围岩应力计算理论的丰富及隧道施工提供依据。     

隧道盾构法施工的三维有限元数值模拟分析

根据有限元的基本原理,对隧道盾构法施工过程进行了三维数值模拟分析,研究了盾构施工推进过程中隧道围岩的应力、位移和地表的沉降及衬砌结构受力情况,为以后的设计和施工提供相关依据。     

特长山岭隧道衬砌监测及模拟研究

 在新奥法的隧道设计理念中，现场的监控量测工作是必不可少的重要组成部分。监控量测不仅能准确反映围岩的稳定性，而且通过对监测数据的分析及在此基础上的数值模拟工作，可以较好地优化隧道的衬砌结构，从而使动态设计、信息化施工成为可能。为实时掌握隧道施工期间的围岩变形和支护结构的受力特点，某特长山岭隧道进行以应力监测和位移监测为基础的全程监控量测工作。并以应力监测为基础，采用有限元软件对隧道衬砌结构在不同级别围岩中的受力状态进行模拟，以监测位移值做标准，对数值模拟结果的正确性进行验证。计算出不同衬砌结构在相应级别围岩中的临界荷载，以指导现场监控量测工作。从而保证隧道的施工安全并优化衬砌设计，为后续工程的设计提供指导。     

折达公路隧道施工过程数值模拟分析

由于隧道的开挖将造成土体应力重新分布,因此针对岩土特征、性能不同,有着不同施工方法,这样可保证应力变化、位移变化达到最小,确保施工安全。本次采用有限元数值分析方法对折达公路深埋隧道段施工过程进行模拟,对该隧道拟采用台阶法开挖过程中各施工阶段围岩的水平和竖向位移、塑性区以及支护结构内力变化进行分析,找出各阶段最大值和突变点进行重点分析,并结合分析结果确定隧道施工过程重点控制部位,从而更加科学合理地指导施工,确保施工安全。     

盾构掘进过程中围岩变形规律的研究

无论采用什么样的施工工艺开挖隧道,都不可避免隧道开挖过程中围岩的应力释放。通常,土体颗粒在新的应力平衡条件下发生位移,引起围岩变形,变形较大时更可能诱发隧道失稳坍塌,最终破坏。为此,对隧道在开挖过程中围岩的变形规律的研究一直从未间断。并结合工程实例,建立三维有限元分析模型,通过对比理论计算和实测数据相结合的方法,对盾构法施工隧道掘进过程中围岩的变形进行了深入的研究,总结了盾构施工过程中围岩变形规律,能够为类似工程设计及施工提供参考意义。     

西安地铁区间隧道开挖过程中的数值模拟研究

利用数值模拟方法进行隧道开挖过程模拟分析。通过计算,分析不同开挖步骤中隧道围岩应力的变化以及进行加固施工前后围岩的应力和位移的变化比较,得出暗挖隧道在开挖过程中的应力变化规律,为施工提供一些参考和依据。     

隧道台阶法施工模拟及监控方案制订

为了对围岩稳定状态有正确评价,控制隧道开挖时机,了解隧道开挖过程中应力、位移分布情况,制订合理监控方案,以确保隧道施工的安全和稳定。采用ANSYS模拟隧道开挖过程,分析隧道施工过程围岩应力及位移分布变化情况,为隧道监控量测提供理论依据。     

大横琴山隧道大跨段施工变形受力分析

为研究大横琴山一号隧道施工时围岩位移及应力变化规律,采用有限元模拟软件,对大横琴山一号隧道进行三维数值模拟,得到隧道围岩竖向位移云图、地表沉降及围岩应力云图。结果表明:在右半导洞开挖时隧道上方竖向位移呈扇形分布,左半导洞开挖时呈树杈形分布;在开挖完毕后,先开挖部分的围岩应力较后开挖部分的围岩应力大。     

流变岩体中既有隧道与新建平行隧道相互影响的理论解

在流变岩体中进行隧道施工时,既有隧道与新建隧道的相互作用将使围岩应力、位移分布与单隧道问题有明显不同,且与时间相关。针对黏弹性岩体中深埋双圆形隧洞考虑施工顺序问题,用复变函数方法、Laplace变换、黏弹性叠加关系导出两隧道周边开挖增量位移和应力场的求解方法和理论解答,并与有限元解进行了比对。根据解答分析了既有和新建隧道孔边增量位移与全应力分布特点;隧道周边增量位移随时间的变化;周边位移随隧道间距的变化规律。可用于黏弹性岩体中双圆形隧道顺序开挖的施工分析。相比数值方法,理论解可更方便地进行参数分析和初步设计。     

烟台五卒山大跨隧道围岩变形预测分析

烟台五卒山隧道作为双向八车道大跨隧道,在隧道施工过程中开展了监控量测工作,并对监控数据采用最小二乘法进行位移最终预测,预测结果表明所选模型可较好的反映隧道围岩的变形趋势,且最终预测量满足规范要求,证明隧道施工中围岩稳定。     

浅埋连拱隧道围岩参数反演及施工数值模拟

本文结合怀新高速公路的界牌坳隧道的实际情况,利用现场荷载试验的测点位移,通过有限元反演理论的模拟退火法反演计算隧道破碎带围岩基本参数.将反分析计算得到的隧道围岩参数输入界牌坳隧道二维弹塑有限元计算模型,对隧道的施工过程进行数值模拟,分析了采用三导洞法施工时围岩和中墙的受力变形规律,计算结果表明,两主洞拱部开挖是连拱隧道施工过程中两个比较关键的施工步;两主洞拱顶及右洞左拱肩位置的围岩出现了较大的位移或应变而有可能引起隧道塌方或破坏;浅埋偏压连拱隧道受山体偏压和不对称施工的影响,中隔墙在整个施工过程中基本处于偏心受压状态.     

基于监控量测下的隧道围岩稳定性分析

通过新奥法量测,可以及时掌握围岩动态和支护结构的工作状态,利用量测结果修改设计、指导施工;预见事故险情,以便及时采取措施,防患于未然;积累资料,为以后设计提供类比依据,并为进一步深化理论研究提供原始数据。本文基于雪山梁隧道的现场监控量测工作,介绍了隧道监控量测的方法及应用,利用现场监测数据,进行回归分析,判定隧道围岩的稳定性,为设计的修改和现场的施工提供重要依据。     

跨断层隧道围岩渐进性破坏模型试验及数值模拟

 断层及其破碎带是隧道开挖过程中常见的不良地质现象,也是围岩不稳定且容易出现事故的地段。以山区隧道施工中常见的IV级围岩为参照对象,利用地质力学模型试验和数值模拟研究跨断层隧道施工过程中围岩的渐进性破坏过程及其受力变形特性。研究结果表明：(1) 位于拱顶之上的断层下盘岩体在隧道开挖后呈悬挑状态,且在靠近断层部位易出现拉裂缝;(2) 隧道开挖使得上覆荷载向隧洞左、右两侧转移,从而导致拱腰以下的岩体往往率先剪切破坏,尤以断层下盘一侧岩体为甚;(3) 隧道开挖将引起围岩应力重分布,若调整后的围岩应力超出岩体自身强度极限时,洞周岩体就会塌落成拱,且位于塌落范围内的岩体切向应力呈“跌落式”下降,此特征可用于判断岩体塌落范围;(4) 隧道开挖后,由于断层的阻隔作用,岩体应力在跨越断层上、下盘时呈不连续、非线性分布的特征。     

隧道拱脚塌方施工加固及监测分析

 山岭隧道施工过程中经常会遇到隧洞塌方等事故,而拱脚塌方又具有破坏性大、隐蔽性强等特点,常在实际工程中被忽视。结合永宁高速高宝隧道施工过程中发生的拱脚塌方事故,分析隧道拱脚塌方的原因及所采用的加固措施;对拱脚塌方段周边断面及加固后塌方段断面的围岩位移和支护结构应力进行监测,确保围岩稳定及施工安全。结果表明：拱脚塌方加固处理方案实施可行,加固段围岩变形及应力均得到较好的控制,塌方段的小导管注浆加固效果较好;砂土状围岩的隧洞施工过程中应注意地下水位及降雨引起围岩吸水膨胀导致的拱脚塌方;发生拱脚塌方时应尽快封闭塌方围岩,对塌方段附近一定范围内的隧洞进行加固,并做好排水措施;对塌方段周边进行监测,待监测结果稳定后对塌方段采用单侧壁导坑开挖法进行短挖短衬施工。研究结论可为类似条件下工程的设计、施工和监测提供借鉴意义。     

公路隧道前置式洞口工法的三维数值分析

以宁(南京)淮(安)高速公路老山公路隧道为依托,对洞口前置式洞口施工过程的力学行为进行了三维数值模拟,分析了洞口段围岩和前置式支护结构体的位移场、应力。计算结果表明:前置支护结构及两洞间土体对洞口山体的支撑作用明显,既可大大减少洞口的边、仰坡开挖量保护洞口环境,又能有利于洞口段稳定和洞口施工安全。     

Analysis on microseismic characteristics and stability of the access tunnel in the main powerhouse,Shuangjiangkou hydropower station,under high in situ stress

Access tunnel in the main powerhouse of Shuangjiangkou hydropower station was deep buried with high in situ stress and complex geological conditions. Microseismic monitoring technology was established to monitor microcrack evolution process inside the surrounding rock in early excavation stage. Serious falling blocks in the left spandrel of the tunnel were predicted in a timely manner by delimiting major damage areas in the tunnel. Based on comparative analysis on microseismic activity law and field failure characteristics of the access tunnel, a quantitative index was supposed between slight rockburst like falling blocks and microseismic events. Moreover, the change law of daily average apparent stress difference and b value were analyzed based on microseismic event data. In addition, a three-dimensional numerical simulation software (RFPA3D) was used to simulate the damage distribution around the tunnel, and a relationship between spatial position of tunnel damage and direction of the maximum principal stress was qualitatively analyzed. The study results showed that advance speed of the tunnel working face was an important factor affecting the state of stress redistribution in surrounding rock mass, and the change law of b values of microseismic events could be used to predict activity state inside the surrounding rock effectively, which reflected mechanical properties and stress state of surrounding rock. In particular, field falling blocks became more serious with increasing b value, and field surrounding rock was relatively stable with minor b value. A risk of surrounding rock instability was relatively high with small b values. It provided an efficient method of predicting and assessing slight rockburst like falling blocks. The study results can provide significant guidance for field construction and later construction planning.

     

巴郎山隧道围岩稳定性前期分析

以巴郎山隧道为例,在施工过程中对隧道围岩变化情况进行监控量测,本文采用BP神经网络模型和灰色理论GM(1,1)模型对围岩的前期变化进行分析。结果表明两种模型拟合预测精度均较高,能较好地反映隧道在施工过程中,水平位移收敛的变化情况,其中灰色模型拟合平均精度较优,并且没有误差较大的跳跃点,而神经网络模型拟合平均精度稍弱且局部误差较大,通过对比有利于施工者在开挖前期,选择适应性更强的模型对隧道稳定性进行判断。     

阿贵庙山隧道Ⅵ级围岩施工技术

结合巴新铁路阿贵庙山隧道施工实例,介绍了铁路单线隧道Ⅵ级围岩进洞方案及Ⅵ级围岩施工技术,并详细归纳了隧道施工方法及技术要点,对同类工程具有参考意义.