概率积分模型模拟隧洞开挖过程中岩石移动

隧洞开挖引起的上覆岩石的位移,传统的预计模型能很好地对变形的最大值进行预计,但没有对岩石下沉过程进行研究分析。通过将隧洞开挖过程中上覆岩层移动模拟为随机过程,采用随机介质理论建立概率积分模型对隧洞开挖过程中岩石位移进行模拟分析,显示出隧洞开挖过程中岩石位移分层影响传递规律,并结合江苏某抽水蓄能电站实际观测数据,通过建立传统模型对概率积分模型的参数进行预测,模拟的岩石下沉过程对解释隧洞开挖过程中岩石移动具有一定的参考价值。更多还原     

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。     

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。     

蚀变岩体隧洞围岩变形响应模拟研究

蚀变岩体是影响隧洞围岩稳定和变形的重要因素,为分析蚀变岩体对围岩变形的影响,在有限元理论的基础上,选择最常见的城门洞形隧洞为研究对象,对围岩变形进行模拟,对比分析了正常微风化岩和3种蚀变岩隧洞洞室顶拱和侧壁的位移,结果表明:蚀变程度不同,无论是顶拱还是侧壁围岩的位移不同,蚀变越严重围岩位移越大;岩体一旦蚀变后,一定范围内顶拱和侧壁围岩位移变化具有相同的趋势,蚀变越严重,位移量越大;隧洞不同部位对蚀变影响的敏感程度不同,顶拱位移比洞室上下游侧壁的大,是变形观测和围岩支护的关键部位。     

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。     

软岩空间发育位置对地下洞室开挖变形的影响研究

为了解软岩空间发育位置对地下洞室开挖变形的影响，以某抽水蓄能电站为例，建立软岩层位于顶拱以上0、3、6、9、12 m和15 m等6种计算模型，采用Burgers-Mohr粘弹塑性本构模型，利用有限差分方法计算，分析不同软岩层空间分布下的地下洞室开挖变形特征。结果表明，软岩层与洞室顶拱间距越大，开挖过程中洞室顶拱产生位移量越小，且开挖完成后3个月产生的位移增量也随之减小；以位移及应力状态为评判依据，建议洞室顶拱与软岩层间距为12 m的布置方式。     

不良地质引水隧洞开挖支护应力变形数值模拟研究

选取围岩强度低、变形量大的不良地质段为代表断面进行计算分析,建立了FLAC3D模型,研究隧洞开挖支护围岩的变应力变形情况。结果表明:隧洞的开挖破坏了围岩的原始应力场,隧洞径向轴力释放,切向应力集中,隧洞顶拱位置形成了比较明显的开挖松动圈。隧洞支护后,支护措施承受部分围岩压力,围岩应力得到改善,隧洞围岩变形明显减小,开挖断面变形整体趋于均匀,隧洞周边塑性区有所改善,因此支护措施对围岩变形起明显的限制作用。     

山西引黄水源工程地下泵站厂房围岩位移应力分析

地下泵站厂房以层状岩层为主,均一性较差,岩层产状NW330°～340°SW∠2°～6°,为近水平岩。以Ⅲ类围岩为主,局部为Ⅳ类围岩。地下洞室开挖后,由于开挖卸荷,洞室围岩产生偏向洞内的回弹变形,顶拱以垂直位移为主,边墙以水平位移为主,且顶拱位移最大。顶拱下沉位移量大于边墙水平位移量。     

介绍一种新型的隧洞开挖螺钉支承

自世界大战以後,各国都已更多的采用了隧洞全面开挖方法。将整个隧洞断面一次开挖,使其馀的工序,得到更充分的空间来进行机械化。当遇到疏松岩石时,隧洞顶拱及侧墙可用钢拱支撑,以使全面的进行各工序,此项钢拱支撑,将来即埋置於衬切的混凝     

浅埋引水隧洞穿越第三系变形特征研究

针对滇中引水工程浅埋第三系软岩隧洞的变形问题,选取柳家村隧洞进口段建立数值模型,研究了浅埋第三系软岩隧洞在开挖和支护后的变形破坏特征。结果表明:影响隧洞变形破坏的主要因数是围岩强度和隧洞埋深。隧洞开挖后,由于隧洞后段的围岩强度比隧洞前段大,在隧洞后段的变形量要大于隧洞前段的位移量,塑性区的分布范围也比前段广。支护后,隧洞的径向变形量和塑性区分布都得到了很好的控制,支护效果明显。在浅埋第三系洞段,开挖后的变形量与隧洞埋深有一定关系,即埋深相对较大洞段,开挖后的变形量也更大,在此洞段,应加强支护。研究成果对引水工程中的浅埋第三系软岩隧洞施工提供指导。     

引汉济渭工程秦岭隧洞围岩稳定性有限元分析

对引汉济渭工程秦岭引水隧洞开挖的初期支护施工过程围岩结构的塑性变形分布规律进行分析研究,结合计算结果,为初期支护过程围岩的稳定性提供分析依据,以便对现场施工提供合理化建议。采用非线性弹塑性有限元法,依据地下结构设计理论及岩石的Drucker-Prager屈服准则,考虑围岩和初期支护衬砌结构的整体性,对秦岭引水隧洞的Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖和初期支护结构的施工过程进行了模拟,计算了开挖施工过程三种不同工况下围岩顶拱及侧向的塑性变形。结果表明:秦岭隧洞初期支护施工过程的三种工况下围岩结构的塑性变形主要集中在顶拱120°范围内及两侧边墙,隧洞围岩结构整体处于安全状态。     

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。     

隧洞主支洞交叉段围岩及二衬支护有限元分析

目前国内外长隧洞、超长隧洞发展迅猛,在设计与施工中常增设支洞以增加工作面及其它作用。主支洞交叉段结构型式复杂、断面较大,常规的计算方法难以准确、全面地得到其受力变形状态。利用通用有限元软件Abaqus,建立主支洞交叉段三维模型,对其施加荷载并计算得到应力分布与变形分布状态云图以及几处特殊位置断面云图。计算结果表明:隧洞交叉段交叉口位置围岩应力集中现象明显,边墙、底板应力较大,顶拱位移明显,此区域为隧洞交叉段最不利位置。建议此区域在开挖过程中应高度重视,且加强地板、边墙外层钢筋,加强顶拱初期柔性支护,二次衬砌刚性支护。可根据围岩变形阶段与稳定情况预留适当的围岩变形量,以便更大地发挥围岩自稳能力。     

某隧洞软弱围岩变形特性测试与分析

全面介绍了某水工隧洞软弱围岩松弛变形测试、围岩表面收敛变形监测及对岩体内部岩石位移变化情况监测所采用的技术方法,通过现场测试取得了较为翔实的资料,经分析围岩波速及其松弛厚度变化特征、围岩变形量、变化过程及持续时间,得出该区隧洞埋深在300 m以下的洞段,Ⅲ、Ⅳ1、Ⅳ2类围岩松动圈厚度一般在1 m左右,围岩的变形量主要发生在开挖后的40~50 h以内,且初期变形速度较快。因此,隧洞支护应在围岩未发生充分变形的情况下进行,分析认为该区隧洞Ⅳ2、Ⅴ类围岩支护时间宜在开挖后数小时内完成,而Ⅳ1类围岩可在开挖后数小时至十几个小时内完成,最长不宜超过1 d。通过探讨隧洞及高压管道围岩变形规律及发展趋势,预测围岩稳定状态,为修正原设计支护类型和参数以及合理选择一次支护时机、优化衬砌类型等提供科学依据。     

基于FLAC的复合土钉墙支护深基坑数值模拟

基于FLAC-3D建立了某深基坑复合土钉墙支护形式的数值模型,对开挖过程进行了三维动态模拟,并与现场监测数据作了对比分析,力求为深基坑复合土钉墙支护的设计和施工提出合理的建议。分析表明,土体地表位移随着开挖深度的变化而变化,土体最大沉降量发生在距基坑坡顶开挖边线一定距离的地表;沿深度方向,土体水平位移向坑内偏移,且水平位移最大值位于基坑坑壁中部偏下位置。     

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。     

新建隧洞下穿既有隧道离心模型试验研究

针对某市输水隧洞下穿既有地铁隧道沿线,采用离心模型试验技术研究了新建隧洞以不同间距下穿既有隧道,对既有隧道产生的影响以及上覆土层的沉降变形。通过分阶段排出固定体积的溶液模拟盾构掘进过程中的地层损失,辅以激光位移计以及应变片对既有隧道和地表变形进行监测。试验结果表明:隧道深埋时,新建隧洞与既有隧道净距为一倍隧道直径时,既有隧洞不均匀沉降愈显著;净距两倍以上隧洞直径时既有隧道不均匀沉降趋势渐弱;深埋隧洞开挖对地表沉降影响较小。离心模型试验成果为隧道模型试验以及类似隧洞开挖施工提供参考依据。     

索风营水电站地下厂房顶拱开挖施工技术

乌江索风营水电站地下厂房顶拱的开挖，由于在开挖前的技术研讨会上根据岩石情况确定了合理的开挖施工措施及钻爆参数，在开挖中又逐步完善施工技术，所以保证了地下厂房顶拱的开挖质量要求。     

侧压力系数对节理岩体隧洞位移响应模拟研究

侧压力系数对隧洞围岩稳定性的影响较为显著,并且与隧洞的断面形式也有一定的关系.隧洞围岩位移变化量在一定程度上又反映了隧洞围岩的稳定性情况.本文建立了三种断面形式的节理岩体隧洞模型,分别对它们处于不同埋深、不同侧压力系数下的位移响应进行模拟分析,归纳出三种断面形式的隧洞在侧压力系数变化下的响应规律.通过算例总结可知,在同一侧压力系数下,埋深越大,隧洞关键点位移都会增大,在侧压力系数较大时,位移受埋深增加影响较显著;在同一埋深下,侧压力系数较小时,隧洞围岩位移受侧压力系数影响也较小,当侧压力系数较大时,隧洞围岩位移变化较明显;当埋深和侧压力系数均取最大值时,不同断面隧洞的最大位移关键点所处的位置不同.本文的模拟可以为不同埋深、不同侧压力系数下的隧洞选择断面形式提供参考,也可以为节理岩体隧洞开挖支护提供指导.     

新疆ABH某一级电站地下工程特殊地质处理实例剖析

地下开挖存在许多不可预见性因素,地质条件的好坏直接影响到施工进度和施工质量。新疆ABH某一级电站地下工程开挖过程中遇到隧洞边顶拱塌方、裂隙泥石流、裂隙水渗漏等问题,结合特殊地质处理实例,提出对边顶拱塌方采取支撑封闭法进行处理、裂隙泥石流进行管棚和灌浆处理、顶拱渗水采取先引导后灌浆的处理方法。通过采取措施,取得较好的效果。可为类似地下开挖工程提供些许经验。