茶林顶隧道地应力演化及断层带施工力学分析

结合复杂地质条件下茶林顶隧址区的山体演化过程,进行了地应力场的二维有限元数值模拟,获得其原始地应力;以隧道最大埋深处断层典型断面为例,建立了隧道施工穿过断层带过程的空间三维数值模型,模拟了隧道围岩-支护结构的位移应力随施工步的变化情况.为隧道优化设计和安全施工提供了依据.     

高地应力隧道开挖过程中围岩稳定性分析

利用数值分析方法及FLAC3D软件对方斗山深埋隧道开挖进行数值模拟研究,分析了高地应力下隧道开挖围岩位移变化规律,指出了高地应力条件下围岩变化规律与常规条件下的不同,为指导施工提供了科学依据。     

地铁隧道穿越断层带围岩变形特征研究

地铁隧道在穿越断层破碎带时会面临极其复杂的工程地质条件,特别是在断层破碎带影响范围内。隧道开挖后会对地层造成扰动,断层破碎带的存在会极大地影响地应力的平衡,对隧道围岩稳定性产生重大影响。论文采用数值模拟和对照试验相结合的方法,以乌鲁木齐地铁1号线为背景对地铁隧道穿越断层破碎带的围岩变形特征进行分析,并研究断层破碎带对围岩稳定性的影响。结果表明,断层破碎会导致在断层影响带范围内的隧道围岩稳定性降低;施加支护能降低断层带对隧道围岩的影响。     

断层破碎带区隧道的开挖变形分析

断层破碎带是隧道施工中常见的不良地质体,在含有断层破碎带的隧道中进行施工建设极易诱发岩块掉落、突水突泥等地质灾害,研究断层破碎带区隧道的开挖变形可以有效预判工程风险,提高工程质量.本文采用数值模拟方法,结合枫树下隧道穿越断层破碎带工程背景,在考虑断层破碎带这个关键因素的基础上,对断层破碎带的数值本构模型进行了选取,并对...     

隧道断层破碎带超前帷幕注浆加固技术研究

山岭隧道穿越岩性复杂、节理发育的断层破碎带,为维护断层破碎带地段围岩的稳定性,降低隧道施工引起的坍塌失稳风险,常采用超前帷幕注浆对隧道断层破碎带进行加固。根据超前地质钻探探明了断层破碎带的规模,进行了注浆设计,采用数值模拟和现场实测验证了注浆加固效果。工程实践证明,超前帷幕注浆是一种维护围岩稳定、保证隧道施工安全的工程措施。     

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。     

断裂扰动区隧道初始地应力场数值反演

初始地应力场是隧道及地下工程关注的核心问题之一,特别是在断裂构造区域,地应力分布受到扰动,出现量值与方向的改变。目前初始地应力反演主要基于地应力实测值,但大量的隧道工程缺乏地应力测试数据。针对这一问题,提出了无地应力实测值条件下基于断层产状与断距的初始地应力场反演方法:拓展位移不连续法数值方法,利用断裂构造自身特性,引入断层变形模型,建立断裂构造的位移不连续法数值解法,利用该计算内核实现初始地应力场回归反演。工程案例分析表明,断层断距反演值与实测值基本吻合,地应力反演值与实测值较为接近,断裂构造周边地应力场呈现不均匀特性。     

隧道围岩动态收敛变形数值模拟及监测分析

为了有效控制地应力作用下隧道施工过程中的围岩变形,以丽水-龙游天然气管道西坑后隧道为例,通过应用FLAC3D数值模拟软件对围岩变形进行模拟,使用JSS30A型数显收敛计等仪器对围岩周边收敛和拱顶下沉进行动态监测,基于模拟和实测结果,分析隧道开挖过程中围岩变形特点和原因,为隧道施工提供技术指导。     

断层对大跨度隧道围岩应力影响的有限元分析

运用有限元法的基本原理,依托处于设计阶段的惠州—深圳牛湖山双洞六车道高速公路隧道这一实际课题,对断层所在区段的围岩应力状态进行数值模拟和分析,并探讨断层位置对围岩施工力学响应的影响,总结断层地段大跨度隧道围岩应力的一些分布规律,为该隧道及类似工程项目今后的设计施工提供合理的参考依据。     

含弱层围岩的隧道变形破坏过程模型实验研究

基于相似理论基本原理,依托大窑沟二号隧道工程这一实际课题,对该隧道含断层的典型断面开展模型试验研究,并利用数值模拟方法作为辅助分析手段.总结了该断层地段隧道围岩应力的一些分布规律,为该工程的设计和施工提供了合理的参考依据.     

乌鞘岭隧道三维地应力场多元有限元 回归拓展分析

 采用三维有限元多元回归分析方法,基于有限测点的地应力量测结果,拓展分析隧道区原始宏观地应力场。建立隧道区两个大规模三维计算模型,通过有限元分析软件ANSYS对重力、水平挤压和剪切等4种工况的构造应力场分别进行计算。编制三维地应力场多元回归分析计算机软件MEBA以及与ANSYS的接口程序MEBAC,实现地应力场的多元回归拓展分析,着重分析乌鞘岭隧道岭脊地段的复杂应力状况、应力值的宏观大小和规律,特别是F4,F5,F6,F7断层及其附近的应力状况。宏观地应力场的分析结果表明,乌鞘岭隧道宏观地应力场的主应力方向为N21.2°E,与隧道轴线的夹角为38.2°,断层区隧道衬砌具有纵向挤压和横向受力不对称的特点。区段地应力值高,在隧道轴线位置,最大垂直地应力为32.10 MPa,垂直于隧道轴线方向最大水平地应力为21.72 MPa。宏观地应力场的分析结果对工程的动态设计与施工具有重要参考价值。     

三明铁路隧道三台阶法开挖施工围岩变形特征研究

结合三明铁路隧道工程,利用弹塑性理论和离散单元法的基本原理,建立了离散元程序UDEC数值计算模型,并通过实测数据对数值模型进行验证,三明隧道开挖施工过程数值模拟结果表明:1三台阶法开挖施工有效抑制了软岩隧道围岩的大变形,且竖向位移主要集中在隧道拱顶和拱底处,水平位移主要集中在隧道两侧拱脚处;2受节理分布和断层的影响,隧道不同方向的位移场变形并不对称,同时隧道两侧拱脚处围岩的稳定程度相对较差,因此在施工过程中应加强拱脚稳定措施。最后将模拟数据与相应规范进行比较,进而对软岩隧道施工过程中隧道围岩稳定性进行评价,从而为软岩隧道的安全施工提供了技术保障。     

公路隧道穿越红层多条富水断层带施工技术研究

为避免山区高速公路隧道施工穿越富水断层带时,出现的突泥涌水现象,结合工程实际,对公路隧道穿越红层富水断层带的施工技术进行了研究.在总结穿越滇中红层富水断层带等不良地质时,多次发生的突泥涌水事故的经验后,提出符合软弱富水围岩的中隔壁法径向注浆方案,并通过有限元数值模拟探讨了方案的可行性和安全性.结合隧道勘探成果、超前地质预报、现场施工情况等,形成了一套完整的高速公路隧道穿越富水断层等不良地质地段时的信息化动态设计反馈机制,顺利完成了对富水断层带的穿越,总结的经验可为类似隧道工程提供借鉴.     

穿越断层破碎带时隧道掌子面稳定性分析

对于穿越断层破碎带段的隧道,其施工难度大,风险高,在施工中会遇到各种复杂的问题,其中最突出的问题是掌子面的稳定性问题。针对这一现状,文章基于3DEC数值模拟,对穿越断层破碎带掌子面的稳定性进行系统分析,分析不同位置处隧道掌子面的稳定情况,对保证隧道断层破碎带段的施工安全意义重大。     

地应力影响因素三维数值模拟分析

以某水电站为实例,结合数值模拟,研究了河谷下切过程中断层、错动带以及侧向剥蚀对地应力的影响情况分析,为坝址区地应力特征研究提供了科学依据。通过计算得出:在断层、断层与断层及断层与层间错动带交错部位岩体应力明显减小,而侧向剥蚀主要影响左岸应力分布,对右岸应力分布的影响不是很明显。     

基于实测数据及数值模拟断层对地应力 的影响

 以松辽盆地北部某油区为背景,采用差应变及波速各向异性法对4口井两主力油层进行地应力测量,结果表明：对于同一区块相距仅2 000 m左右的4口井,其地应力状态存在较大的差异,尤其是地应力方向更是如此,影响因素分析进一步表明,地应力状态的差异是由于断层影响所致。为此,基于有限元软件ANSYS进行二次开发,利用三维有限元数值模拟方法,结合优化反演技术,对研究区地应力场进行反演,研究表明：由于断层影响以及复合断层的叠加扰动,研究区地应力状态表现出复杂的非均匀分布特征,断层附近应力方向发生转向,其中断层端部应力方向偏转超过40°,因此,离散“实测点”不能反映断块区地应力场全貌,三维数值模拟是定量分析地应力场的有效方法。     

溶蚀断层破碎带涌水突泥施工及治理技术

超长连续溶蚀断层破碎带是影响隧道正常施工的不良地质构造之一,极易引起大面积塌方、突水涌泥以及大变形等工程事故。通过介绍龙潭隧道左洞突水涌泥的基本情况,总结了溶蚀断层破碎带突水涌泥过程中采取的施工及治理方法,详细论述了相关施工工艺。结合数值仿真,依据隧道突水后的地下水在隧道中的运动形态的模拟,有效优化隧道预警过程中的逃生路线。实践证明,此施工方法能有效减小突水、涌泥等灾害事故的影响,达到溶蚀断层破碎带区安全施工的目的。     

云南扁平状大断面公路隧道施工力学响应数值模拟

结合昆明-古林高速公路上的阳宗隧道的设计和地质情况,对软弱围岩条件下的扁平状大断面公路隧道采用不同方法施工时的力学响应进行了数值模拟,分析了围岩和支护结构体非线性力学行为的地应力场、位移场,确定了适合于大断面公路隧道的合理施方法。     

高地应力隧道台阶法施工过程数值模拟

结合高地应力区兰渝铁路某隧道实际施工方法,运用有限元分析软件MIDAS-GTS进行隧道三台阶法开挖数值模拟分析,通过选取合适物理力学参数进行建模,从模型中提取围岩位移、塑性区、二衬位移、轴力、弯矩等数据进行分析,通过对比分析,得出台阶法施工中应加强支护部位及支护控制措施(如超前支护、拱腰、拱脚加密锁脚锚管等),二衬受力、变形随侧压力系数变化趋势、二衬安全系数等,并和隧道实际监测数据进行对比分析,验证数值模拟的合理性和正确性,可以为高地应力隧道设计施工提供有益的参考。     

大跨连拱隧道施工力学行为研究

以南京市九华山双连拱隧道为背景,采用数值模拟手段对该隧道断层破碎带施工全过程力学行为进行分析,从分析中可以看出,由于隧道所处位置地质条件较差、跨度大等特点,隧道主体结构受力及围岩变形在整个施工过程中都较大,根据以上特点进行了专门设计,能为其他相关的同类设计提供有益的参考。