基于S型增长模型预测隧洞开挖中上覆岩体位移

隧洞开挖爆破过程中会引起上覆岩石位移,上覆岩石位移量与时间及其距隧洞顶拱的距离存在一定的关联性。通过江苏某抽水蓄能隧洞开挖项目实际监测数据发现,不同高度处的岩石位移量与岩石距隧洞顶拱的距离(槡H)存在反比例关系,建立该比例系数与时间(ln(t))的"S型增长模型",通过该模型对后期的岩石位移进行预测。结果表明,预测结果达到很高的精度,具有一定的工程参考价值。     

软弱围岩引水隧洞初期开挖稳定性研究

软弱围岩隧洞在引水隧洞中比较普遍,隧洞开挖后围岩的稳定性对于施工安全有着重要的意义。结合浅埋隧洞围岩稳定性理论,利用数值模拟软件,针对具体工程建立二维数值模型,对隧洞开挖进行模拟;分析在整个开挖过程中围岩竖直位移和水平位移以及围岩应力特征。结果表明,大断面浅埋隧洞在VI级围岩下最不稳定,需要重点监测,以保证其稳定性。研究结果对软弱围岩隧洞开挖稳定性具有一定指导意义。     

羊曲水电站泄洪洞围岩稳定性有限元分析

隧洞施工过程中的围岩的稳定性分析是工程地质和岩体力学非常重要的研究课题,依据地下结构设计理论和岩石屈服Druck-Prager准则,考虑到了围岩的自身承载能力,采用非线性有限元的方法对羊曲水电站泄洪洞开挖施工过程中围岩的稳定性进行分析,对隧洞围岩开挖支护施工过程进行模拟,分析隧洞围岩位移变形及应力分布规律,为隧洞开挖施工过程中围岩和结构稳定性分析提供依据。     

隧洞开挖施工的数值模拟研究

为了分析隧洞开挖对周围岩土体位移造成的影响,结合某隧洞工程,对该隧洞进行地勘调查,通过数值模拟还原整个隧洞开挖和施工过程,结合数值模拟结果,对隧洞开挖效果及对周围岩土体的影响进行安全评估。研究结果表明,该隧洞开挖施工过程效果良好,不会对隧洞周围岩土体的位移造成不良影响,隧洞受力也控制在合理范围内。研究结果可为类似隧洞开挖提供参考。     

石垭隧洞的稳定分析及衬砌开裂临界位移的确定

由于石垭隧洞存在微膨胀性岩石,可能对洞室稳定产生影响,故本文采用非线性有限元法模拟隧洞的开挖过程,分析了隧洞的初始及开挖过程的应力状态,根据底板衬砌配筋量与变形的关系,给出了隧洞底板衬砌开裂破坏的临界位移,并与观测位移相比较,结果表明,隧洞的变形小,且处于容许的范围之内。     

沭水东调工程引水隧洞开挖过程仿真分析

通过Midas软件对沭水东调工程引水隧洞开挖过程进行数值仿真分析,在不考虑渗流场与应力场耦合的假设下,将隧洞围岩Mohr-Coulomb本构模型进行建模。分析开挖过程中引水隧洞周围岩土体应力变化情况,找出开挖过程中最大主应力和最小主应力分布规律,得出开挖过程中截面水平位移和数值位移结果,为引水隧洞开挖施工做出理论与技术指导。     

隧洞开挖施工的数值模拟研究

对隧洞进行地勘调查,通过数值模拟还原整个隧洞开挖和施工过程,对隧洞开挖的效果及对周围岩土体的影响进行安全评估。研究结果表明,隧洞开挖施工过程效果良好,且不会对隧洞周围岩土体的位移造成不良影响,隧洞受力也控制在合理范围内。     

隧洞开挖下的边坡变形灰色预测分析

隧洞是常见的水利工程结构形式。在开挖过程中受施工条件和受力形式变化的影响,隧洞进出口边坡会产生一定的变形,一旦变形过大,会对工程安全造成不利影响。及时监测和预测边坡变形具有重要的工程意义。针对隧洞开挖过程中的边坡变形预测问题,引入灰色预测模型,通过构建经典灰色预测的GM（1,1）模型,基于实测点位的变形数据,对未来的变形趋势进行预测。选取某输水隧洞实例进行分析,在该隧洞开挖的进出口边坡上设置若干监测点,记录监测点的水平、垂直位移数据,采用文章提出的灰色预测模型对监测点位的变形进行预测,并将预测值和实测值进行对比。结果表明预测的位移量与真实的位移量相差较小,误差均在5%以内,可以较好地实现隧洞开挖过程中边坡位移的预测,具有较高的预测精度。提出的边坡变形灰色预测分析模型可以较好实现隧洞开挖下的变形预测,方法简单实用,可为隧洞开挖过程中的变形控制提供技术支持,可在类似工程中推广应用。     

新建高速公路隧道下穿既有供水隧洞的有限元分析

应用ANSYS有限元软件,建立三维有限元模型,通过计算主要分析高速公路隧道开挖引起的围岩位移场和应力场的变化情况和其对供水隧洞的影响程度,对供水隧洞衬砌结构的位移及内力变化进行分析,进而评估对供水隧洞的安全影响。     

引洮二期工程七干渠隧洞开挖支护及围岩监控量测技术

文章详细介绍了黄土地段隧洞开挖支护及围岩稳定监控量测技术。引洮供水二期工程七干渠工程涉及多条隧洞,隧洞段围岩几乎全为Ⅳ、Ⅴ类不稳定围岩,为此隧洞开挖过程中使用了超前小导管支护和喷锚、挂网、钢拱架等初期支护措施。为及时检测隧洞围岩变化情况以确保施工安全,在隧洞开挖期间实行了隧洞周边收敛位移、拱顶下沉、地表下沉、围岩内部位移等量测监控措施。可为以后类似隧洞工程的施工提供借鉴。     

基于三维非稳定渗流分析的隧洞开挖地下水环境影响评价

水利工程中隧洞施工通常采用全部开挖完成再衬砌的方法。如针对开挖施工的短暂状态采用稳定渗流计算分析其对地下水环境的影响,并不符合实际,且往往会夸大地下水位降落的幅度和影响范围,因此采用非稳定渗流数值模拟技术来评价将更为合理。以某水电站发电引水隧洞施工为例,采用饱和-非饱和非稳定渗流理论,建立了引水隧洞区域的三维有限元模型,对隧洞开挖过程中区域地下水非稳定渗流场进行了数值模拟,总结分析了隧洞从开始挖掘到贯通过程的地下水变化规律并进行地下水环境影响评价。结果表明:采用三维非稳定渗流分析预测隧洞开挖过程中地下水位降落和降落漏斗扩大的过程是可行的;该工程引水隧洞开挖对该区域地下水影响较小,地下水补排关系总体无变化。     

相对位移反分析法在隧洞工程中的应用

围岩参数位移反分析中常常因为时空效应导致计算失真，采用相对位移反分析法可以有效地解决时空效应引起的岩石蠕变对反分析结果的影响。通过实际工程隧洞开挖施工过程中的洞壁位移监测结果，利用相对位移反分析法研究围岩参数，为设计提供参考。     

高埋深岩体片理角度对开挖洞室稳定性影响

基于卸荷理论,采用岩土差分软件FLAC分析高埋深作用下不同片理角度岩体对开挖洞室变形的影响。不同片理角度下隧洞模型水平向、竖直向位移以及塑性区对比可以看出,卸荷作用下片理角度对隧洞稳定性影响较大。随着岩石片理角度的增大,隧洞水平方向位移逐渐增大,隧洞周围关键点竖直向位移先增大后减小,当岩石片理角度为40°~60°时,竖直向位移量最小;隧洞周围的岩体塑性区在洞轴两侧大致呈X形分布,塑性区方向、大小及位置与片理角度关系密切;当岩体承受同样的荷载作用时,岩体节理方向与隧洞夹角的变化使得隧洞周围的变形差异较大,在实际工程中应注意岩石片理特性对工程开挖的影响。     

隧洞随机关键块体模拟

应用随机块体理论，通过对结构面的力学指标和几何参量进行如实的测量和分析设计，建立了岩体的随机块体结构模型。该模型可以对隧洞任意部位的开挖面进行模拟，产生完整的结构面区域网络，并利用几何原理形成三维结构模型。根据运动学原理，对模拟面上的块体进行可动分析，确定关键块体的分布形式，从而为隧洞的锚面设计提供了定量分析。     

基于模糊概率的深埋隧洞岩爆风险分析

 岩爆是深埋隧洞开挖中主要工程问题之一,如何对其进行准确预测也是岩石工程的重点研究课题。针对深埋隧洞围岩发生岩爆的随机性和模糊性,将岩爆视为一种风险,引入以可靠度为基础的模糊概率风险理论,建立了一个新的岩爆风险预测模型——模糊概率风险分析模型,该方法克服传统判别方法的不足,既能预测岩爆的发生,又能计算各级岩爆发生概率。结合工程常用的Russenes岩爆判别法,推导出模型的概率密度函数和隶属函数形式。应用该方法对南水北调西线工程泥曲-杜柯河段隧洞部分洞段进行岩爆风险评估,并与常规岩爆判别法对比。     

输供水工程隧洞爆破技术分析

长距离水工隧洞的施工相对于普通隧洞而言,难度高、技术复杂、工程量大,常常采用钻爆法施工来开挖隧洞。为确保开挖过程安全的顺利实施及更加安全可靠地完成围岩凿除,结合隧洞的岩石特性及施工特点,通过全断面开挖的方法,对隧洞工程爆破技术及其过程进行重点分析,从而得出爆破施工过程中具体技术要求及爆破方法,为相似水利工程现场施工提供参考。     

大断面水工隧洞下穿既有公路隧道沉降影响分析

针对某大断面水工隧洞下穿双线公路隧道工程,采用理论解方法,综合考虑大断面水工隧洞开挖引起的土层位移影响,提出了一种计算水工隧洞下穿引起上部既有公路隧道沉降位移值的计算方法。结合有限元模拟和实测数据对理论计算方法进行了可靠性验证,分析了既有双线公路隧道沉降影响范围大小及沉降位移规律。研究结果表明:三种方法所得公路隧道沉降曲线相互吻合,近似呈现正态分布,最大沉降值均位于分洪隧洞下穿轴线处;穿越引起的公路隧道下沉区域主要分布在穿越中心点两侧各23 m的范围,而在下沉区域外隧道出现局部的上浮变形;公路隧道总体沉降变形较小,结构稳定安全。     

水工隧洞与废弃矿洞的稳定性相互影响分析

岩体的稳定性对水工隧洞的安全运行有着重要的影响,采用差分法结合非线性岩石力学模型,针对老矿区上部水工隧洞的稳定性进行研究,通过不同的研究方案表明:隧洞开挖过程中岩体能够满足自身的稳定要求,但是由于矿洞的长期风化,岩石强度降低,在不进行任何处理措施情况下,隧洞的开挖导致老矿洞顶部出现较大的应力区和塑性区,且矿洞存在可能坍塌的危险;在隧洞开挖前对矿洞采取相应的加固措施,增强矿洞自身的稳定性,可减小隧洞施工对矿洞的影响,从而保证整个工程的正常运行。     

软岩引水隧洞施工开挖过程围岩变形规律研究

以云南省滇中引水工程某段软岩引水隧洞建立实体模型,应用三维显式有限差分法程序FLAC3D对其施工开挖过程进行三维数值模拟。计算结果表明,软岩隧洞受到开挖面的空间约束效应,围岩应力逐步释放,相应围岩位移也逐渐增加;在横断面上,拱顶围岩沉降位移沿竖直径向的空间效应主要影响范围在3倍洞径(3D)左右,而拱腰围岩水平位移和拱底隆起位移在1.5D左右;掌子面向前推进过程中,掌子面的空间效应逐渐消失,拱顶、拱底位移在施工开挖面后方约2.5D~3D处趋于稳定,拱腰位移在约2D左右趋于稳定,围岩变形收敛:软岩隧洞需要及时施作初期支护,以提高围岩自承能力,限制位移的增长速度。     

开挖走向对某节理隧洞块体稳定性的影响

节理裂隙岩体地下洞室开挖工程中隧道走向的选取至关重要,是影响开挖后隧洞围岩整体稳定性的重要可控因素。为优化开挖方案,需要对开挖后隧洞围岩稳定性进行分析和预测。本文基于关键块体理论,结合工程实例,选取不同隧洞走向对某隧洞随机块体稳定性进行了模拟分析。结果表明:与隧洞轴线走向相近的缓倾角节理为危险结构面,更易形成不稳定块体。在轴线走向与工程区不连续结构面交角由小变大的过程中,随机块体数量增多,体积变小,安全系数普遍有增大趋势。