隧洞围岩的等效弹性抗力系数及其影响因素研究

基于无限体中圆形隧洞的弹性解,结合卸荷扰动区与深部未扰动区的位移公式,推导洞室开挖卸荷区围岩的等效弹性抗力系数表达式,并通过算例对比分析,验证其合理性。研究结果表明围岩的等效弹性抗力系数与扰动区岩体弹性模量呈非线性关系,扰动区岩体质量弱化,弹性模量降低,泊松比增大,扰动区围岩的刚度和侧向约束能力降低,围岩的等效弹性抗力系数随之减小;相同开挖半径下,扰动区范围的扩大直接降低围岩承载能力,围岩的弹性抗力系数减小;在扰动区厚度一定的情况下,开挖半径越大,等效弹性抗力系数越小。说明隧洞围岩稳定是扰动区与深部未扰动围岩共同作用的结果,仅采用扰动区岩体参数计算围岩弹性抗力系数会过高地估算围岩的分载能力,采用围岩等效弹性抗力系数评价围岩承载能力更加合理。     

中部城市引松供水工程总干线围岩弹性抗力系数试验及参数选取

结合吉林省中部城市引松供水工程实例,采用现场液压枕径向加压法试验,得出在不同压力下岩体的力学参数,采用不同岩体单位抗力系数公式计算出岩体抗力系数,经过对比得出合理的围岩弹性抗力系数。根据现有室内外岩石力学试验成果资料、经验公式计算结果及相关规范参考值进行分析和整理,选取合理的围岩弹性抗力系数,对衬砌结构进行了优化计算,满足围岩稳定和衬砌结构的安全要求。更多还原     

关于用围岩稳定系数评价地下洞室围岩稳定性的探讨

用围岩稳定系数来评价地下洞室围岩的稳定程度,是我们1981年在引滦入津工程中评价围岩时初步摸索出来的方法。1983年12月在上述隧洞技术总结时又对这种方法作了修改,随后于1985～1986年在山西万家寨引黄工程可行     

某水电站围岩弹性抗力系数试验研究

岩体弹性抗力系数试验一般在可研阶段进行,难度大、测试周期长、费用高。并需开挖试验洞,在技施阶段已难以进行。为了满足设计要求,查阅相关文献和资料后,在该工程高压管道上、下平段洞内进行了"长条荷载板法"围岩弹性抗力系数试验研究。试验结果表明该方法可靠实用,为有压隧洞确定合理的k0提供了实用的方法。     

供水隧道围岩弹性抗力参数研究

隧道作为水利工程建设中最重要的水工建筑物,越来越受到人们的重视。本文针对辽宁东部供水隧道实际工程概况,结合现场岩石力学试验,对供水隧道的岩体弹性抗力系数进行了研究分析。利用建立的数值模型及室内岩石物理学试验,得到了不同岩性下点荷载的强度及弹性波的传播速度,为岩石级别的分类提供了数值参考。并根据地下水与初始应力状态的修正值,得到了修正后的东部供水工程隧道岩石级别分类方法。最后通过对凝灰岩与石英闪长岩的变形模量与单位弹性抗力系数的研究,确定了二者间的线性关系。本研究旨在为今后隧道工程的实施提供参考。     

兴电工程齐家大岘隧洞洞室裂缝与变形研究

靖远县兴电灌区齐家大岘隧洞在施工和运行过程中衬砌混凝土多次出现裂缝、变形等问题,严重威胁隧洞安全运行。在统计、分析衬砌裂缝的基础上,得出了隧洞变形及裂缝产生的原因,从而为其加固提供依据。     

基于Unwedge程序的地下洞室围岩力学参数敏感性分析

以某导流隧洞为工程背景,运用Unwedge程序以关键块体的重量为目标,对比优选出设计开挖隧洞的合理洞室走向和开挖断面型式,并以左边墙6号块体为研究对象,关键块体的安全系数作为评价指标,对拟定的6个影响块体围岩稳定的力学参数进行敏感性分析,得到黏聚力Sc的敏感度最高,其敏感度为0.922,对工程稳定性影响最大,内摩擦角Sf敏感度最低,敏感度为0.002,对工程稳定性影响最小。因此,通过围岩力学参数敏感性计算可为勘察设计人员合理确定参数值精度提供依据。     

地下洞室围岩三维应力测试实例

介绍某电站全地下式厂房地下洞室现场测试情况及资料整理计算方法 ,结合地质情况综合分析了测试部位岩体的应力变化 ,定性评价了地下洞室测试部位现阶段围岩的三维应力状态 ,提出了原位应力测试中应注意的一些问题 .     

引水隧洞开挖支护方案围岩稳定的非线性有限元模拟

将围岩与衬砌结构看做整体承载结构,将围岩结构视为弹塑性体,结合工程实例,采用ABQUS非线性有限元软件,对Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段进行模拟计算,从塑性变形的角度分析围岩稳定性并提出合理支护方案.模拟分析结果为:Ⅳ类围岩稳定性较差,支护处理后,顶拱塑性区基本消失;Ⅴ类围岩稳定性很差,必须进行超固处理.研究结果对同类型其他引水隧洞工程围岩稳定评价及支护设计具有一定指导意义.     

泥质软岩水平抗力比例系数m值现场试验研究

根据收集到的广西南宁盆地泥岩抗滑灌注桩6组现场水平静载试验资料,利用现场试验数据反算泥岩的地基水平抗力系数的比例系数m值,得到强风化泥岩的m值取值范围为12~63 MN/m4,平均值为30.5 MN/m4。在计算过程中,对小位移的抗滑灌注桩计算m值时的荷载和位移取值进行了讨论,结论为小位移的抗滑灌注桩m值取临界荷载对应的位移进行计算时m值偏大,应适当降低m值对应的位移。     

考虑应变软化的高速公路软岩隧道围岩变形分析

软岩隧道具有变形大流变时间长等特点,采用何种模型模拟软岩的应力应变关系在数值计算中至关重要。通过数值模拟和三轴试验对比,确定以驼峰曲线函数表达式描述软岩的应变软化材料特性关系,结合 FLAC 软件采用应变软化模型对三种开挖方式进行了模拟计算分析,确定最优开挖方式。然后针对软岩围岩变形进行了理想弹塑性模型和应变软化模型的分析对比。将软岩应变软化本构模型得出的围岩变形与实测值进行对比分析,发现其二者值能够较好吻合,因此采用应变软化模型计算软岩隧道变形是可取的。     

基于侧压力系数变异性的隧洞围岩变形响应特征研究

以新疆东天山公路隧道为例,利用三维有限差分数值模拟软件FLAC3D,通过快速应力边界法生成符合实际工况的初始地应力场,结合实际侧压力系数λ的分布,分析λ取0.8、1.0、1.2、1.4、1.6时隧道内部变形规律。结果表明,λ从0.8增至1.6,拱顶竖向变形值减小约16%,拱底竖向变形值减小约14%,拱脚水平变形值增大3倍;在λ较低区段,注意拱顶和拱底处变形,及时安装衬砌系统,建议采取钢支撑挂网喷锚支护,对不稳定块体及时进行锚固;在λ较高区段,注意拱脚处变形,施工时要提高支护强度;在水平方向上一定范围内,由于应力状态的不同,不同沉降值出现逆向增长。     

水工压力隧洞有限元模型简化算法

 水工压力隧洞结构复杂,进行有限元分析时其前后处理及计算的工作量巨大,因此寻求一种有效的简化算法尤为重要。水工压力隧洞在受内水压力作用时,衬砌将压力部分传递给围岩,同时受到围岩的被动抗力。在进行有限元分析时,主要关注的是压力隧洞衬砌及其外围一定范围内围岩的应力和变形情况。对于均质连续岩体,通过模拟围岩抗力,可以仅取衬砌及其附近围岩作为分析对象,将水工压力隧洞应力分析转化为受内、外压的厚壁圆筒。从而仅对厚壁圆筒划分有限元网格,大大减少了前后处理和计算的工作量。     

浅埋隧道围岩受力计算分析及隧道衬砌支护研究

浅埋段软弱围岩自稳能力较差,隧道开挖时受到扰动较显著,当支护没有充分保障时,浅埋段发生延伸至地表塌陷灾害事故的可能性远高于深埋段。文章基于Hoek-Brown破坏准则对围岩压力的浅埋段有效影响范围进行了推导,得到了浅埋段围岩压力随位置变化的变化规律,本次研究的评价方法在隧道施工中具有较强的可靠性与适应性,能够为其他砂泥岩隧道工程施工设计提供相应指导,能确保隧道建设与公路运营安全。     

基于离散元的节理岩体水工隧洞地震动力特性分析

基于非连续介质理论,借助离散元软件UDEC,建立了大跨度、高边墙的缓倾角层状节理岩体水工隧洞力学分析模型,研究了地震力作用下,隧洞围岩不同部位的波速特性、位移分布、应力分布、塑性区分布等力学特性及围岩稳定性问题,获得了大型地下隧洞不同部位围岩在地震中的响应规律。在垂直方向正弦剪切地震波的作用下,各监测点竖向动力特性明显比水平方向大;地震波作用初期,边墙产生的位移值大于顶拱,随时间的推移,底板围岩变形受地震作用较大;洞室各监测点应力值相对地震波作用前均有较小程度的增大;震后隧洞边墙及底板岩体是塑性区范围扩大较明显的部位。研究结果可为同类大型地下工程的设计和施工及进一步分析地震作用下围岩的变形破坏过程提供参考。     

基于FLAC3D岩石应变软化模型的研究

在岩土工程的实践中,许多岩土体材料在载荷作用下表现出应变软化特性,因而在岩土工程数值模拟中如何更好地表现出岩土材料的应变软化特性非常关键.首先分析了“圆形孔洞问题”这一岩土工程领域的基本问题,并对该问题基于应变软化模型建立的现有理论解与FLAC3D的数值计算结果进行了对比,所得到的结果验证了FLAC3D应变软化模型在数值计算时的准确性和适用性.接着采用FLAC3D程序中的应变软化模型与理想弹塑性模型对该问题进行了计算,通过对计算结果的对比分析,认为忽略应变软化岩土材料的强度软化特性对工程是偏于危险的.最后对FLAC3D中应变软化模型的相关参数(εpi、残余系数)进行了研究.研究成果有助于研究人     

爆破荷载对隧洞围岩稳定的影响研究

该文以数值模拟为主要手段,研究隧洞爆破开挖施工引起的围岩动力响应及其对围岩稳定性的影响.研究表明,隧洞爆破开挖施工时,爆炸冲击荷载会在短时间内造成围岩的破坏,随后主要以爆破振动的形式作用于近区围岩.     

水电站放空洞及导流洞一体化流量系数分析

对高水头电站放空洞与导流洞结合的过流能力进行了水工模型试验,并采用CFD计算软件对放空洞有压段出口断面流量系数进行了计算。物理模型试验结果与数值模拟计算结果对比分析表明:不同水位下对应的放空洞压力出口断面数学模型与物理模型所得雷诺数都随库水位的上升而增大,上升幅度大致相同,且都有线性上升的趋势;前者流量系数为0.884～0.897,后者为0.902～0.904,最大绝对偏差为0.02,可见两者结果十分吻合;合理的压坡段坡度有利于增大结构过流能力。     

考虑应变软化效应的裂隙岩体损伤本构模型的开发及应用

地下洞室埋深愈深,应变软化现象愈明显。为研究深部裂隙岩体开挖后巷道围岩的变形特征,基于应变软化模型,结合裂隙岩体损伤及演化本构方程,利用FLAC^3D软件的二次开发功能,采用VC++编程语言,建立考虑应变软化效应的裂隙岩体损伤本构模型。以某矿井地下圆形巷道开挖为例,分别采用应变软化模型和自开发的本构模型对该算例进行数值模拟,巷道围岩的位移、塑性区和安全系数的对比结果表明,开发的本构模型能够较好地反映出岩体应变软化特性和裂隙对岩体的损伤作用,可对维护围岩体的稳定性提供参考。