软岩隧道变形特征及支护机理的研究

结合软岩隧道的特点,阐述了软岩隧道失稳原因、破坏特征及其形成的力学特征,分析软岩隧道各种支护方法的作用机理,对软岩隧道支护重点与对策进行了探讨,并对软岩隧道选择合理的支护方法提出了见解,以指导实践。     

沉积软岩强度和变形特征的研究综述

The strength and deformation characteristics of sedimentary soft rock evaluated in relation to several large-scale researc and construction projects in Japan are reviewed.The elastic stiffiness at small non-linearity due to strain and pressure level,and viscous properties are described.The elastic stiffness from triaxial tests using high-quality core samples while measuring stresses and strains accurately is basically the same as the corresponding value from field shear wave velocity.It is necessary to take into account the dependency or stiffness on shear and pressure level,which could be evaluated by relevant laboratory stress-strain tests while referring to results trom relevant field loading tests.Loading rate effects due to the material viscous properties could be simulated by a non-linear three-component model.     

富水软岩隧洞变形特征及变形机制分析

 基于库尉引水隧洞现场监测资料,对富水软岩隧道的变形特性及变形机制进行分析。研究表明：侧墙收敛变形是拱顶沉降变形的2～3倍,且前者稳定时间长。土质软岩隧道的变形受时空效应综合作用的影响,即使在开挖面影响范围之内,时间效应也能产生很大比例的变形。侧墙变形受空间效应影响范围为4D～5D,与拱部变形相比,其时间效应更为显著。围岩–支护结构的变形在不同部位的特性主要是由各部位的围岩变形方式和应力释放规律所决定的,侧墙处围岩应力释放时间效应明显,塑性区不断增长发展,形变压力也随时间增长难于稳定。拱顶处存在一定深度范围内的围岩整体下沉现象,围岩压力稳定时间短。该研究对软岩隧道施工、监测具有一定指导意义和参考价值。     

高地应力软岩隧道变形特征与控制技术研究

通过对围岩变形破坏特征进行深入分析,确定了高地应力作用下隧道围岩变形破坏的主要原因,据此提出了相应的支护理念,并进一步提出了超前加固,封闭掌子面,采用双层初支,扩大拱脚等具体控制措施,较好的控制了隧道围岩的变形,保证了隧道的施工安全。     

软岩巷道变形的混沌研究

试验得出了软质页岩最大屈服应变,对软岩巷道变形进行了监测,用混沌理论研究了软岩巷道变形规律.根据监测数据,分别计算了巷道顶部和侧帮变形的分形维数和最大Lyapunov指数,并用Lyapunov指数法预测了软岩巷道的后期变形.研究结果表明:软岩变形具有混沌特性,混沌理论能较好地反映软岩巷道的变形与破坏特征;用重构相空间方法,能充分揭示软岩巷道变形与能量释放规律,据此可确定二次复喷时间;软岩巷道变形在相空间相邻点的距离以指数形式发展,当岩体变形达到最大屈服应变时便产生破坏,以此便可预测和分析巷道的稳定性.     

厚层软岩与硬岩互层岩体高边坡卸荷变形与支护研究

采用传统的加载力学方法和卸荷力学方法，利用数值计算对紫坪铺水利工程引水发电隧洞进口高边坡开挖后的应力．应变进行了研究。对比分析两种计算方式算得的边坡位移成果，揭示了岩体开挖边坡的卸荷变形及加固效应特性。     

软岩筑沥青混凝土心墙坝的应力变形特性研究

随着沥青混凝土心墙坝的广泛应用和人们对生态环境更高的要求,利用软岩筑沥青混凝土心墙坝的情况将越来越多,该类坝的安全性也越来越受到重视。以西部某工程为例,采用非线性有限元计算方法,开展了软岩筑沥青混凝土心墙坝的应力变形特性研究。分析表明,与硬岩筑坝相比,当采用软岩筑坝时,坝体沉降变形偏大,约占坝高的1.06%,坝体与心墙变形呈明显的不均匀性,但沥青混凝土心墙防渗体发生剪切破坏、挠曲破坏和水力劈裂破坏的可能性不大,因此可认为本工程采用软岩筑沥青混凝土心墙坝是切实可行的。通过计算参数敏感性分析,表明软岩料Duncan E-B模量参数对坝体和心墙变形的影响较为明显,而对其应力影响有限。随着该参数逐渐降低,坝体沉降与不均匀变形进一步增大。据此,建议设计与施工时,应采取严格的变形控制措施,并尽量减少软岩料的变异性。     

介于软岩和硬土之间的特殊性岩土初步探讨

文章对这种特殊性岩土的概念及特点进行了分析归纳,在判断出软岩与硬土之间的区别时,进一步探讨了在工程实践中这种特殊性岩土的工程性质,从而在分类厘定标准的研究方法上进行了初步探讨。     

介于软岩和硬土之间的特殊性岩土初步探讨

根据岩土工程勘察实践发现在力学性质方面存在一种介于软岩和硬土之间的一种特殊性岩体,它既不符合岩石力学也区别于土力学研究范畴。本文通过工程实践分析这种特殊性岩土的工程性质及对这种岩土定义及厘定提出初步意见。     

介于软岩和硬土之间的特殊性岩土初步探讨

文章对这种特殊性岩土的概念及特点进行了分析归纳,在判断出软岩与硬土之间的区别时,进一步探讨了在工程实践中这种特殊性岩土的工程性质,从而在分类厘定标准的研究方法上进行了初步探讨。     

软岩隧道大变形控制技术研究

随着我国西部铁路建设的不断发展,隧道建设中的软岩大变形问题逐渐增多,对铁路的工期和投资控制造成很大影响。文中依托成兰铁路柿子园隧道工程,采用理论分析和现场监测的方法,分析了隧道大变形的破坏形式和产生的原因,提出了针对性改进支护措施,并对支护效果进行对比分析。研究表明:(1)大变形受区域地应力、围岩力学性质、断层破碎带、爆破施工等因素的影响;(2)采取改进开挖方式,加强初期支护,非对称预留变形量,径向注浆加固围岩,长锚杆加固围岩,加强监控量测等措施可以有效控制软岩隧道大变形。研究结果对今后类似工程施工具有参考价值。     

红层软岩变形特性试验研究

 以沪蓉西高速公路工程中发生变形破坏较多的巴东组红层软岩为研究对象,通过室内三轴压缩试验、现场承压板压缩试验及流变试验对岩体的变形特性进行系统分析。室内三轴试验分别对自然和饱水状态下的岩体进行分析研究,建立考虑结构面闭合变形的红层软岩弹性本构模型,并分析水对岩体变形特征的影响;现场承压板试验分别对泥质含量不同的2处岩体进行压缩试验,分析其变形特性的异同,同时对其中一点在外荷载作用下内部岩体的应力分布以及位移影响范围和深度进行探讨,并对循环荷载作用下岩体的变形特性进行分析;流变试验在3级不同荷载下进行,通过试验结果建立考虑结构面闭合变形的流变本构模型。通过以上一系列分析研究,从整体上把握巴东组红层软岩的变形特性,为深入研究该岩体其他特性打下基础,同时对该类岩体组成边坡,尤其是对反倾边坡的设计具有重要的指导意义,也为预应力锚索在该类岩体边坡中的加固效果研究提供参考。     

软岩高边坡施工变形的实验研究

通过地质力学模型实验,研究软岩高边坡在施工时,坡体内应力、变形规律,开挖影响范围,设计的支挡结构能否起到有效作用,在工程建成后在外界条件影响下坡体能否长期稳定。并将成果直接用于京珠高速公路为软岩高边坡设计施工提出建议。     

两并行软岩大变形隧道变形特征及处置措施

软岩大变形隧道的变形控制一直是隧道建设中的世界性难题,而若两座一定线间距的并行隧道共同穿越大变形段落,则将大大增加变形控制难度,使得变形控制难度更大.文章通过成兰铁路茂县隧道并行的两洞在大变形段落的变形特征及变形影响因素的分析,针对性的采取加固措施,使变形得以控制,最终形成了稳定的洞室结构.该隧道的施工实践,为存在软岩...     

贵阳红层软岩工程地质性质研究

根据岩土工程勘察和治理的工程项目资料,从矿物成分、化学组成、物理力学性质、水理性质等方面,对红层地区特殊的工程地质性质进行了分析研究,并总结了常见的地质问题,为红层地区的工程建设提供宝贵的资料。     

南水北调中线膨胀土/岩微观特征及其性质研究

对南水北调中线工程典型的强、中膨胀土/岩开展室内土工试验与X射线衍射试验,研究了其矿物成分及与胀缩性指标的关系,利用扫描电镜SEM图像进行了微观结构的定性分析,并基于MATLAB软件对孔隙和微结构单元体的微观特征进行了定量化研究,探讨了不同类型膨胀土/岩的颗粒形态、结构类型、裂隙分布等微观特征及其与工程特性的关系。结果表明：膨胀土/岩中的蒙脱石等黏土矿物含量高,强膨胀土/岩以絮凝结构,扁平状聚集体与卷曲片状颗粒为主,中膨胀土/岩以紊流状、粒状堆叠结构为主,片状聚集体与单粒体并存,前者微裂隙发育且定向性明显,孔隙比大,孔隙分形维数与颗粒尺寸小于后者。膨胀土/岩微结构单元圆形度低,复杂度高。膨胀岩定向排列特征显著,颗粒分形维数小,颗粒分形维数与膨胀潜势和孔隙比的变化规律一致。微观组分和结构特征与物性指标分别呈线性关系与负指数幂关系。     

开展软岩工程性质的微观研究

软岩是工程建设中经常遇到的性质比较复杂的一类岩石。它们不仅强度低容易发生变形和破坏,而且一般都具有较显著的亲水性,即它们可以与周围的水溶液之间产生一系列的物理化学作用;对环境因素的变化比较敏感,工程问题比较复杂。     

高地应力断层带软岩隧道变形特征与控制措施研究

隧道在穿越断层地带时由高地应力引起的软岩大变形问题是隧道建设施工中难点,给隧道建设的施工与进度带来很大影响。本文结合区域地应力,围岩强度实验等分析柿子园隧道穿越断层地区产生支护结构破坏现象的原因,并对围岩压力,钢架应力,围岩变形进行了现场监测,得到了高地应力软岩大变形引起的支护应力特征与变形特征,提出了控制大变形的技术措施。研究表明,高地应力区软岩隧道穿越断层地带时,由于复杂的构造应力造成隧道结构受力不均,隧道左右两侧围岩压力,支护内力与围岩变形呈现出很大的不对称性。采用优化断面形式、加强初支刚度、非对称预留变形量和锚杆布置等措施可以有效减小隧道结构受力,控制隧道变形。     

挤压性破碎软岩隧道大变形特征及机制研究

在高地应力软岩地层中开挖隧道,易引发挤压性大变形,是隧道建设中的主要难题之一。依托成(成都)兰(兰州)铁路茂县隧道,通过岩石试验和现场测试,分析茂县隧道的变形特征及破坏模式,研究挤压性软岩大变形隧道的变形和支护作用机制。研究结果表明:高地应力软岩隧道施工期间围岩变形量大、速率快,围岩的挤压流动现象明显,变形持续时间长;围岩松动圈层数多、范围广,拱部锚杆受压,与围岩形成"压缩带",共同承载;支护结构承受较大的围岩形变压力,初支钢架多为"屈服承载"或破坏,破坏形式多样,但位置集中;围岩以剪切破坏为主,裂隙扩容现象明显,注浆对加固围岩及保持锚杆作用效果显著;多层支护可有控制的释放围岩变形,改善结构受力,降低围岩流变特性的影响。