贾家山隧道洞口边坡失稳破坏机理研究

在建隧道工程中,洞口边坡失稳破坏的案例屡见不鲜。边坡失稳破坏是一个极其复杂的地质过程,伴随着一系列的宏微观变形,其影响因素也很复杂。位移是边坡变形过程中的重要信息,位移监测可为分析滑坡成因、预测滑坡及发展趋势等提供重要的参考依据。本文利用贾家山隧道洞口边坡的地表沉降监测数据,对贾家山隧道洞口边坡失稳破坏的影响机制进行研究。结果表明:连续性强降雨是贾家山隧道洞口边坡失稳破坏的主导因素,核心土开挖和边拱施工对边坡失稳有一定的影响,其他施工工序影响很小。     

数据突变下隧道洞口边坡变形灰色预测研究

根据边坡位移监测信息,应用灰色系统的原理和方法,对边坡的变形发展变化进行预测是一种有效手段.但边坡变形受到某些外界因素的影响发生突变时,监测数据序列不能正确反映边坡变形规律,致使边坡变形预测结果出现强度偏差.因此,提出数据突变预处理方法,并结合四车道扁平特大断面隧道洞口边坡变形现场监测数据,建立数据突变下的时间序列灰色预测模型,对边坡的发展变化情况进行预测.研究结果表明:基于数据突变预处理方法的时间序列灰色预测变形值与边坡实际发展变化一致,提高了时闻序列灰色预测的准确性.     

公路隧道洞口滑坡的机制分析及监控预报

由于受工程地质条件、水文地质条件及人为因素等影响，公路隧道洞口施工过程中易发生洞口滑坡。以浙江省杭千高速公路横路头隧道洞口为例，首先从地质因素、水的作用及人为因素三方面分析了滑坡产生的机制，然后结合对边坡的监控量测，分析滑坡产生的过程并针对监测数据进行了动态反馈，同时检验施工单位根据反馈情况采取措施后的效果，最后通过Plaxis有限元计算软件模拟了整个滑坡发生的过程，得到较好效果。由此可见，通过有效的监控动态反馈，能对出现的隧道洞口边坡病害加以控制并对滑坡进行预测，从而大大降低隧道洞口施工中的风险，保证隧道洞口施工安全。     

隧道洞口偏压段边坡施工过程及稳定性分析

采用Midas/GTS有限元软件对拟建的隧道洞口边坡进行了数值分析,计算结果表明,边坡的应力、位移均较小,均未超过控制标准,不易造成边坡体的破坏;在静力作用下不会发生整体滑动,边坡的安全储备系数可以满足要求拟建隧道洞口区的施工及运营安全.     

监控量测在隧道洞口滑坡诊治中的作用分析

由于受工程地质条件、水文地质条件及人为因素等影响,隧道洞口施工过程中易发生洞口滑坡.而通过施工中的监控量测,可以针对监测数据的动态反馈情况及时采取措施,并检验采取措施后的效果,这样就能有效的对出现的边坡病害加以控制以及对滑坡进行预测,从而大大降低隧道洞口施工中的风险,保证隧道洞口的施工安全.     

软弱土层隧道开挖工法研究

为了研究隧道穿越软弱土层时的开挖工法,结合我国某软弱土层隧道施工的案例,采用有限元计算模型模拟了隧道采用台阶法、CD法开挖时的围岩变形规律,表明隧道穿越软弱土层采用台阶法施工时,隧道拱脚附近的横向位移受隧道开挖的影响较大,对竖向位移的影响主要在拱部与拱底附近处;采用CD法施工时,隧道边墙附近的横向位移受隧道开挖的影响最大,对竖向位移的影响主要在拱部与拱底附近处;在软弱土层中隧道施工时,相对台阶法而言,应考虑采用CD法,并加强支护措施。结论可为有针对性的隧道设计施工提供参考。     

连拱隧道水平位移控制标准研究

在连拱隧道建设中,必须进行围岩变形及位移的监测。根据现场围岩位移的监测结果,可以及时分析与预测围岩稳定性,以保证隧道施工的安全进行。结合小金口连拱隧道现场监测数据,利用数值分析方法对Ⅲ类围岩水平位移监测数据进行处理与分析,得出:采用Boltzman函数拟合分析方法,能够较好反映连拱隧道施工过程中水平收敛位移的变化情况,从而得到连拱隧道水平位移变化的控制标准,对连拱公路隧道设计和施工具有一定的指导意义。     

反分析法在基坑支护结构变形中的应用

本文以深基坑支护工程为例，介绍结合场地地质条件及监测数据，采用基于弹性地基的有限元位移反分析法，分析比较土层参数及位移量，对支护结构的变形进行了理论预测，为掌握支护结构和基坑内外土体情况提供依据，以达到信息化施工的目的。结果表明该方法是可行的，预测结果可指导后续施工，也可为类似工程提供借鉴。     

新建黄土隧道洞口边坡稳定性分析

在计算机数值分析技术不断进步的背景下,新建黄土隧道洞口边坡稳定性分析也取得了较多成果.以银西铁路陕西段5标新建黄土隧道施工为例,利用ADINA有限元软件中ADINA-FLAC转换接口程序+FLAC3D程序分析方法,构建了新建黄土隧道洞口边坡稳定性分析模型,剖析了新建黄土隧道洞口边坡稳定性影响因素,并对新建黄土隧道洞口边坡稳定性提升方案进行了进一步探究.     

连拱隧道浅埋偏压段的受力和变形机制研究

 以安景高速双河口隧道为工程背景,针对连拱隧道洞口浅埋偏压段特殊的地形情况,探讨围岩在地应力和边坡滑动共同影响下的应力分布情况。为满足工程应用的需要,在监测数据分析的问题上提出对监测数据进行非线性分离的方法,并以其中的线性趋势项为依据建立围岩的应力与变形之间的映射关系,来指导隧道设计和施工,用分离出来的波动项来分析施工过程中出现的异常情况。结果表明：连拱隧道洞口浅埋偏压段受到上覆荷载和边坡滑动的共同作用,其中最危滑动面和洞口上部坡角处的围岩和支护结构受边坡滑动的剪拉作用影响最为明显,消除施工等因素影响的监测数据趋势项可以更直观地说明这一点,因此在隧道工程中如果穿越岩体最危滑动面附近的围岩时有必要考虑边坡滑动的影响。     

调压井施工开挖过程稳定性仿真分析

调压井作为水电站建筑物的重要组成部分,其洞室围岩稳定是一个十分重要的问题。本文利用ANSYS软件的生死单元功能模拟调压井的施工开挖状况。通过不同开挖方法的仿真计算,分析施工过程中围岩的稳定性,研究调压井在支护、钢筋混凝土衬砌及围岩共同作用下的工作性能。同时利用反分析方法,根据现场监测数据,反演岩体由于自重产生的初始地应力和材料特性,得到仿真分析所需的基础资料。分析表明,调压井衬砌的内力分布不均匀,局部应力较大;后边坡有一定变形,需要采取加强措施;施工采用分层开挖,有利于围岩的稳定。     

基于敏感性分析的围岩力学参数反演方法研究

由于影响隧道变形的围岩强度参数和变形参数较多,现有的反分析研究主要集中在算法的优化上,因而忽略了工程应用的便利性和实用性。针对这种状况,以南京某隧道工程为依托,结合数值模拟,提出了基于敏感性分析的反演方法。根据工程实际,将围岩和支护结构综合考虑分为初始围岩区(简称Z₁),松动圈与锚杆锚固共同作用区(简称Z₂)以及钢支撑和喷射砼等效作用区(简称Z₃);通过安排试算初始值,利用FLAC^3D程序计算并分析不同的力学参数对不同隧道变形的敏感性,从而确定反演流程;根据反演流程结合各测点的实测变形值获取合理、准确的围岩力学参数。研究结果表明:与常规的反演方法相比,通过敏感性分析确定隧道不同变形的主控因素,以此变形来反演该主控因素参数在很大程度上提高了工程应用的效率与可靠度;拱顶下沉受Z₁区弹性模量E₁、Z₂与Z₁区弹性模量比值n的影响较大,受围岩泊松比μ₁的影响相对较小;隧道收敛受E₁、n、μ₁ 三者的影响都较大;围岩力学参数反演结果为E₁=362.6 MPa、n=0.62、μ₁=0.30;现场应用证明了该方法的有效合理性。     

岩石非定常蠕变模型辨识

在页岩蠕变试验数据基础上,分析岩石黏弹性变形随应力水平不同和时间发展的变化规律.通过反分析方法建立一维情况下非定常黏弹性模型的蠕变方程,通过应变的理论计算结果与试验结果的对比发现,不考虑参数的时间相关性将引起较大的误差,而考虑参数的时间相关性的非定常黏弹性模型比定常黏弹性模型可更为准确地反映岩石的黏弹性变形性能.在软岩巷道二维非定常蠕变模型辨识的工程实例中,事先假定围岩为黏弹性和黏弹塑性两种不同力学模型,并分别考虑参数为定常和非定常两种情形,在已知现场量测位移条件下,利用位移反分析并根据一定的准则函数求其不同模型中的参数及相应的准则函数值,由各个模型相应的准则函数值大小,判定最佳模型.在假定的一组模型里,发现非定常黏弹塑性模型为最佳模型.     

浅埋隧道围岩压力计算方法

提出一种基于位移反分析法原理的浅埋隧道围岩压力计算方法,该方法克服了传统计算方法依赖于经验围岩力学参数的不足。通过分析双侧壁导坑法中隧道的截面结构,提出合理假设并建立力学模型,然后建立新的侧壁、围岩的收敛变形与围岩压力之间的关系,由现场监测数据整理得到收敛变形反算求得水平围岩压力与垂直围岩压力,并以祥岭隧道为例,对该方法进行验证。研究结果表明:(1)基于位移反分析原理推导的围岩压力计算方法,利用现场监测数据反算求得围岩压力相较于规范依赖经验参数的计算方法,更准确、更能代表隧道的实际围岩压力;(2)在实际工程施工中,相较于围岩力学参数,隧道的收敛变形数据更易获得,计算更方便;(3)对祥岭隧道进行实例计算求得的围岩计算摩擦角以及最后求得的围岩压力都在规范推荐范围之内,说明本文的计算方法是可行的。该计算方法在隧道工程实践中,对于准确计算隧道开挖过程中的围岩压力以保证施工的安全、顺利完成有重要意义。     

浅埋偏压小净距隧道围岩压力分布与围岩控制

根据浅埋偏压小净距隧道受力特点,研究推导了考虑施工工序及地形坡度的浅埋偏压小净距隧道围岩压力计算公式。分析了考虑不同地形坡度及同一坡度不同埋深2种工况下地形坡度及埋深对围岩破裂范围、水平侧应力、拱顶压力的影响规律,并指出了浅埋偏压小净距隧道围岩压力在考虑地形坡度下与水平地表下分布规律的差异,建立了3DEC数值模型以对上述理论规律进行验证,结果表明,数值分析规律与理论推导计算规律相吻合。将理论计算公式应用于马嘴隧道出口浅埋段隧道稳定性计算,由计算所得围岩稳定性系数及现场隧道变形监测结果提出隧道围岩及地表稳定性处理措施。     

隧道支护结构的变形监测及反演分析研究

试图以渝湘高速公路某隧道施工过程的监测资料,通过反演分析算出围岩参数如弹性模量、泊松比等,并计算隧道衬砌内力和变形,对隧道衬砌结构整体稳定性进行分析。     

三峡工程永久船闸边坡岩体宏观力学参数的尺寸效应研究

采用室内及现场岩体力学试验,建立E－Vp关系、工程岩体分级、计算机模拟试验以及边坡位移监测成果的反演分析等手段,对三峡永久船闸边坡卸荷带岩体变形参数进行研究,建立了岩体变形模量与岩体尺寸之间的关系,研究成果表明永久船闸高边坡岩体宏观力学参数具有明显的尺寸效应。     

三峡工程船闸边坡的反馈分析

建立了岩石高边坡力学参数的联合位移反分析模型,该模型可以预测复杂区域材料的弹粘塑性力学参数,且可考虑施工爆破及卸荷的影响。依据反分析得出的力学参数,对三峡工程船闸边坡进行施工过程追踪预报分析,结果表明：边坡整体是稳定的,但存在局部失稳的可能性;边坡直立墙的最大变位可控制在50mm以内,风化层的最大变位可控制在80mm以内;开挖完成后最大为2．63mm的时效位移增长,发生于中隔墩直立墙的顶部,该变形在7－8个月内完成。     

特大断面大跨度隧道围岩变形的现场试验研究

 结合广州龙头山双洞八车道高速公路隧道工程实践,对特大断面大跨度隧道施工中围岩变形进行相关监测,分析变形随时间变化规律、不同开挖工序引起的纵向和径向空间围岩变形规律。研究结果表明：特大断面大跨度隧道采用双侧壁导洞法施工,能较好地控制围岩变形;在特大断面大跨度隧道施工过程中,右导洞上台阶、左导洞下台阶以及核心土开挖对围岩变形影响较大,是施工主要控制点;特大断面大跨度隧道开挖的纵向影响距离大致为一倍洞径左右,与导洞跨度基本相同,为6～8 m;洞顶垂直向径向影响距离约为25 m,左导洞顶30°方向的径向影响距离约为15 m。该研究结论可为类似条件下特大断面大跨度隧道设计施工和现场监测提供借鉴与参考。     

邓肯模型的改进

邓肯(Duncan)等人用有限单元法对土石坝等土工建筑物中应变强化土料作非线性的应力应变分析,提出了一个简单实用的模型。该模型考虑了工程实践经验,运用常规试验技术,取得了近似的,但尚能令人满意的成果。它的主要缺点是不能反映中主应力、应力轨迹以及凝聚性土在拉压复合应力作用下的特性,这些问题对实际应用影响较大。本文做了某些改进,使模型能反映凝聚性土的抗张拉能力,并且能按试验成果准确反映无侧限压力作用情况下应力与应变的关系。