软弱围岩隧道变形预测与安全性研究

对当前大变形预测现状进行了概述，指出根据弹、塑性理论预测开挖条件下软弱围岩是否屈服对于软弱围岩大变形预测来说是不够的。并在此基础上建立了等维灰数递补的修正GM（1，1）模型，对工程实例进行验证，取得了令人满意的结果，预测值精度有了明显提高，说明灰色建模的数据取样越接近预测点得到的模型预测值也越接近实际值，该模型能更真实地反映围岩的变形规律。     

基于灰色理论的隧道围岩变形预测

河南LN高速公路某段设置一ST隧道,其为分离式隧道,采用新奥法施工。利用激光断面仪结合高精密水准仪对ST隧道断面围岩变形进行多次量测,以此为基础,探讨灰色系统理论中GM(1,1)模型和V模型对于围岩后期变形预测的适用性。结果表明,V模型预测是可行的,可用于指导施工实践。     

隧道围岩动态变形规律及控制技术研究

主要针对隧道围岩动态变形规律问题以及相关控制技术问题进行重点研究与分析。立足于前人积累的经验基础,阐明隧道施工过程对围岩变形产生的动态规律。并在此基础上,结合成昆线项目施工,严格按照围岩变形控制技术管理原则及要求,阐明相关技术要点问题与措施管理问题,为围岩变形控制工作的顺利实施提供内在驱动力。最后,根据当前隧道围岩现场施工情况,对施工管理措施问题加以总结与归纳,以期可以为隧道围岩现场施工工作提供良好保障。     

基于回归分析与灰色理论的围岩变形组合预测

监控量测是隧道动态设计与信息化施工的重要组成内容。由于现场的量测数据具有离散性,而且包含着偶然误差的影响,隧道围岩变形原始量测数据需要做必要的数理统计分析后才能进行量化的预测。在总结变形预测方法与应用的基础上,针对量测数据量的多少、量测时间的间隔、数据离散程度的不同,研究了开展隧道围岩变形的中短期组合预测方法。提出在隧道变形量测的数据量不多、离散性较大、量测时间间隔相同时,可采用灰色预测GM(1,1)模型做短期的预测;当隧道变形量测的数据量多、拟合程度较高时,可选用指数函数做中长期的回归分析预测。以实际工程作为算例检验了两种预测方法的特点和效果。     

隧道施工监控量测数据挖掘及其变形预测

随着我国隧道工程的施工技术和理论的飞速发展,新奥法的重要组成部分也已经变成了隧道监控测量,而且这方面的技术也是有了飞跃性发展,而且也直接影响到了隧道结构、隧道施工方法、工程、造价、参数等等。但是在后期的数据分析和监测手法并不完善,在信息方面的反馈也不够及时等这些问题也导致了在验证前设计和指导事后的施工方面并不能把监测数据发挥出它应该有的作用。针对这些问题本文提出了隧道施工监测数据挖掘及其变形预测的研究,并利用大量的相关资料在已有的课题上进行深入研究。     

基于破碎带涌水预测的山岭隧道施工许可机制研究

 突涌水事故是山岭隧道穿越各种破碎带时遭遇的主要地质灾害,建立隧道施工许可机制是减少损失和控制风险的有效途径。隧道施工许可机制是一个基于涌水量预测、地质预报、封堵加固措施、开挖方法、施工组织管理和综合评价的风险控制机制,是一个动态调控机制,只有当许可评价的风险在可接受的范畴内才可以施工,否则应调整施工措施,避免灾害的发生。首先,基于经典地下水理论建立涌水量计算模型,实现对隧道穿越破碎带可能涌水量的超前预测;针对待开挖的隧道,基于综合超前地质预报技术体系,实现对掌子面前方待开挖破碎带的规模、空间展布和岩体特征的精确预报;然后,将地质预报和涌水量预测结果同拟采用的封堵加固措施、开挖方法、施工组织管理等因素共同构成施工许可的评价指标,通过综合评价方法判定施工的风险,确定施工的安全性;最后,将此方法应用于泰宁隧道穿越F2破碎带的施工中,根据评价结果,确保隧道安全通过此破碎带。基于破碎带涌水预测的施工许可机制在隧道突水预测与灾害控制方面具有明显作用,其分析结果相对准确可靠,具有广泛的应用前景。     

隧道与地下工程围岩变形的灰色优化与预测

主要介绍了灰色线性回归组合模型的灰色优化和预测,并将其应用到隧道与地下工程的监控量测中。结合工程实例,通过与GM(2,1)模型、Verhust模型和新陈代谢模型的模拟预测进行对比,得出了在模拟预测围岩的变形特征时灰色线性回归组合模型的新陈代谢模型更具有普遍的适用性和准确的模拟预测精度。     

深埋公路隧道围岩大变形预测研究

随着我国西部大开发基础设施的大规模兴建,越来越多的深埋公路、铁路隧道和水电、矿山地下坑道将要或正在高地应力环境条件下进行修建,围岩大变形的预测与防治已成为地下工程关键技术问题之一。本文以某公路隧道的围岩大变形预测研究为例,通过对隧道围岩中软岩的物理和化学成分测试,岩石为非膨胀岩,预测其将发生挤出型变形;结合场区的地应力实测资料,通过三维数值模拟的方法,求解出隧道沿线最大主应力分布情况。对详细地质勘察中采集的岩芯进行单轴和三轴物理力学实验,得到围岩的抗压强度;应用强度应力比临界值法和数值模拟技术,综合分析和预测可能发生的隧道开挖大变形部位和变形破坏模式,进而制定科学合理的隧道开挖支护方案。     

灰色模型在隧道围岩变形预测中的应用

结合某工程实例,建立了灰色系统GM(1,1)、DGM(2,1)模型、Verhulst模型,并进行了实例预测,同时采用指数函数回归拟合,与之对比,结果表明,一般的GM(1,1)灰色预测模型适用于围岩变形量的短期预测;DGM(2,1)模型和Verhulst模型在围岩变形量预测中精度更高,可以比较准确地预测隧道变形和隧道的最终位移,以此可以在隧道施工中及时调整、确定支护参数及进行施工决策。     

岩溶隧道施工围岩变形动态监测与仿真分析

 岩溶区隧道因受岩溶发育程度、岩溶位置等影响,其围岩位移特征与一般隧道存在较大区别。以达成高速铁路宝石岩隧道为工程背景,对侧部含有溶洞的隧道围岩变形进行现场监测研究,并运用有限差分软件FLAC3D进行仿真分析,现场监测和仿真分析所得围岩变形规律基本一致。结果表明：隧道开挖后,围岩分别向溶洞和隧道内变形,溶洞与隧道之间的围岩向两个相反的方向变形,是较危险区域;靠近溶洞的隧道左侧特征位置的位移值要比远离溶洞的隧道右侧相应部位的位移值大,其中,左边墙的水平位移是右边墙的2倍左右。随着开挖断面处溶洞尺寸的逐渐增大,拱顶下沉位移增量最大,边墙水平位移增量次之,腰拱水平位移增量最小。溶洞顶部下沉位移和靠近隧道的溶洞右侧部水平位移较大,溶洞其他部位的位移值较小。侧部含有溶洞的隧道,其围岩变形的非对称性容易使隧道受“偏压”。所得结论可为同类隧道的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

秦岭终南山特长公路隧道围岩变形规律的研究

为掌握秦岭终南山特长公路隧道的围岩变形规律,采用SJW-Ⅳ收敛计对秦岭终南山公路隧道进行围岩变形量测,并对所采集的数据应用对数函数和指数函数进行了回归分析,分析结果表明,围岩的变形符合对数函数规律,且实测值和计算值都很小,可保证隧道的施工安全和质量,从而为类似工程提供了参考。     

淮南矿区构造动力学特征及煤体变形机制

通过对淮南矿区构造发展历史的分析,结合矿区构造展布和构造煤发育特征,探讨了淮南矿区动力学特征及煤体变形机制,研究认为:淮南矿区历经伸展、挤压剪切等应力作用,煤体结构的演化受控于应力作用强弱和性质。     

基于雷达信息与监测预警的隧道围岩大变形研究

针对公路隧道溶洞和孔洞的存在给围岩的稳定性控制带来不同程度的困难且围岩大变形极易发生而造成工程事故,采用探地雷达超前探测和监控量测,归纳分析隧道围岩大变形的异常特征,并进一步通过贵州省晴兴高速公路登攀隧道出口围岩大变形预警的工程实例进行验算,获得黔西南区强风化多孔玄武岩及下伏灰岩溶洞雷达图像特征:有充填物时反射波振幅在洞腔范围内衰减强烈,强弱相间;无充填物时反射波基本无衰减,存在中断、起伏和错动现象。围岩大变形监测以拱顶下沉为主,21d最大累计沉降值达到89.40mm,变形速率最大波动范围为14.66～0.64mm/d。应用此结论可以在围岩出现大变形时及时预警并采取控制措施,更好地为后续工程服务。     

饱和状态下硬岩三轴流变变形与破裂机制研究

利用岩石全自动流变伺服仪对饱和状态下坚硬大理岩和绿片岩进行了三轴压缩流变试验,基于得到的硬岩三轴流变试验结果,研究了硬岩在不同围压作用下的轴向应变以及侧向应变随时间的变化规律,从而为岩石工程流变数值分析时参数的辨识提供了可靠的试验依据。然后研究了硬岩轴向变形与侧向变形之间的关系,探讨了围压与粒径对岩石轴向以及侧向变形特性的影响规律,分析了岩石三轴流变过程中的塑性变形特性,讨论了流变应力水平对岩石侧向-轴向变形特性的影响规律。最后对不同围压作用下岩石流变破裂断口微细观特征进行了分析。     

消落带岩体劣化下顺层岩质边坡动力响应规律试验研究

三峡库区蓄水后导致的消落带岩体劣化和水库诱发地震对岸坡稳定性具有重大影响。采用振动台模型试验探究了消落带岩体劣化下顺层岩质边坡受持续地震荷载作用时的动力响应规律。研究表明：坡体加速度响应具有显著的“高程效应”和“趋表效应”特性,且历经多次地震荷载作用后坡体PGA放大系数衰弱明显,而坡体累积位移、孔隙水压力及土压力随地震荷载持续作用分别呈逐渐增大、增大及减小的变化趋势;坡体阻尼比、自振频率及损伤度随地震荷载持续作用分别呈逐渐增大、减小及增大的变化趋势,且微小地震和强震作用阶段的坡体非线性累积损伤力学模型可分别采用“S”型三次函数和“陡升”型指数函数表征;坡体累积损伤—失稳破坏演化过程表现为坡顶后缘（次级节理和层面）起裂—扩展—贯通、岩体沿复合滑动面整体滑移及完全破坏后岩体呈多尺度破碎块状堆积于坡脚,且消落带岩体受震动、溶蚀及冲刷耦合作用后破碎较严重,并近乎产生整体滑移而形成显著的“凹腔”。