班界隧道V级围岩开挖工法及稳定性研究

通过对多种常用隧道开挖工法的对比分析,设计采用三台阶法对班界隧道V级围岩段进行开挖,并借助ANSYS软件对开挖过程的各阶段进行数值模拟.结果表明,在开挖过程的各阶段,隧道围岩均处于稳定状态,支护后围岩的应力水平和位移量均明显降低,稳定性更好.     

基于FLAC3D对某双隧道地压及围岩破坏分析

运用FLAC3D数值模拟软件,依据TSP隧道地震勘探法检测得到的某双隧道的地质条件和围岩各项参数,对开挖过程中的某双隧道进行模拟,从而得出在开挖阶段应力、位移和塑性的变化规律。     

隧道围岩稳定性的有限元分析

根据地下结构设计理论和岩石屈服的Drucker-Prager准则，考虑到了围岩的自身承载能力，采用有限元的分析方法对广西柳州一处公路隧道围岩的稳定性进行了分析。分析了开挖方式、开挖顺序对围岩稳定性的影响，对围岩的开挖过程进行模拟。确定不同开挖方式下隧道围岩的位移、应力状态，以及位移、应力状态随时间的变化规律，为隧道施工过程中开挖方案的制定、支护时间的选取提供依据。     

极浅埋连拱隧道施工过程围岩力学行为的模型试验研究

以长城岭连拱隧道为工程背景,针对极浅埋连拱隧道施工过程中围岩的力学变化特征,采用室内模型试验的方法对隧道开挖过程进行模拟,利用相关监测元件对应力、应变及围岩压力等信息进行采集和分析;借助有限差分软件对开挖过程进行数值模拟,结合数值计算结果验证了模型试验的结论,最终揭示了极浅埋连拱隧道伴随开挖围岩不同位置的应力变化规律,并得到了中隔墙上部及基底压力的变化趋势。     

高速公路隧道施工监测与开挖仿真分析

通过高速公路隧道施工监测及有限元数值分析方法,分析隧道施工过程中围岩应力变化情况。在隧道施工过程中对围岩位移和应力进行监测,分析围岩的位移、应力状态随时间的变化规律,同时结合有限元计算软件ADI-NA对隧道开挖过程进行模拟,寻找围岩应力分布规律,分析围岩稳定性。为隧道施工过程中支护时间的选取提供了依据。     

深部隧道岩爆倾向性预测与开挖优化数值模拟

岩爆是深部隧道施工阶段不可避免的地质灾害之一,为了确保施工正常进行,准确预测岩爆的发生对深部工程安全建设具有重要工程意义。以米仓山隧道为工程依托,依据隧道岩爆段现场工程概况,基于三维离散元数值仿真平台对隧道风险区域进行岩爆倾向性预测,分析开挖后隧道掌子面附近围岩截面的二次应力场与能量场分布;对隧道风险区域采取优化开挖进尺的方法,并分析不同进尺开挖下围岩应力场与能量场的变化规律。结果表明,基于能量准则能够有效预测岩爆发生的具体位置与等级,具有良好的可行性与准确性,且控制开挖进尺可以有效分散围岩内储存的弹性应变能,削弱因开挖导致的围岩局部应力集中现象。     

浅埋偏压软岩隧道数值模拟及方案比选

围岩的应力应变是分析隧道开挖中围岩稳定性的重要依据。目前比较成熟的隧道施工力学方法主要是对隧道开挖过程进行数值模拟。通过大型有限元软件ANSYS,计算了不同埋深、不同坡度角、不同覆盖层厚度条件下,马鞍形浅埋偏压软岩隧道围岩的应力应变,分析其规律并进行方案比选,确定了此类隧道比较合理的设计方案。分析结果表明:以2倍洞径的埋深作为偏压隧道深埋或浅埋的判断依据是合理的;在保证围岩稳定不发生片帮冒顶的前提下,减小埋深和覆盖层厚度是比较合理的;隧道内壁各点的应力应变规律可以为隧道开挖中支护结构参数的选取提供参考。     

基于数值模拟的隧道开挖及支护方法选择

对某隧道岩层交汇土石交界段隧道开挖与支护的施工过程进行三维有限元数值模拟,对比分析正台阶留核心土法和双侧壁导坑法两种工法施工过程中的围岩应力和隧道周边收敛变形随时间和施工工序的变化规律,从整体上把握隧道施工的效果,找出有利于围岩稳定的最优开挖方案。     

高地应力双隧道施工围岩应力变化规律数值模拟研究

以云县至凤庆高速公路隧道开挖工程为研究对象,采用数值分析和相似模拟相结合的手段,对其处于不同埋深岩层围岩变化规律展开研究。为保证隧道开挖施工安全,分别对隧道拱顶围岩压力、拱腰围岩压力以及上方围岩压力进行监测。基于监测数据分析围岩应力变化规律,明确了隧道开挖对其拱顶上部岩层影响程度和拱腰不同位置岩层应力在应力释放阶段所表现形式。研究表明,拱腰围岩竖向应力在左右隧道开挖整个施工阶段,应力变化曲线主要可分为3种类型,逐渐增大最终趋于稳定型、先增加后快速下降再缓慢增加型和先增加后快速下降至0型;根据拱顶及拱顶上方岩层竖向应力曲线,可将隧道拱顶上方岩层分为3种状态,拱顶上方0~50 m应力释放“高影响区”,拱顶上方50~150 m岩层属于应力释放“次影响区”,拱顶上方150 m以上岩层属于应力释放“缓影响区”。     

巷道围岩二次应力状态弹性阶段的试验研究

为了实现对巷道开挖卸荷过程中真实加、卸载过程的模拟,掌握巷道(隧道)围岩在开挖卸荷条件下的变形规律及破坏机制,采用具有自主知识产权的巷道围岩开挖卸荷模型试验系统,对有机玻璃围岩试件进行开挖卸荷条件下巷道围岩二次应力状态弹性阶段的模拟试验,并与已成熟的巷道围岩二次应力状态弹性阶段的理论解析进行对比分析.试验过程中监测到围岩试件的变形朝向洞内,试件内侧的变形要大于外侧,即离洞壁越近,围岩变形越大,且整个变形过程呈现弹性特征.对比围岩试件的卸荷应变试验值与所求得的理论值,分析结果表明,试验结果可以与理论值很好地对应,且变化趋势相同,理论值稍大于试验值,从而验证了所构建试验系统的性能稳定性及试验模拟方法的可行性.目前的巷道围岩弹性理论的求解是可以验证的.     

楼山隧道原位扩挖方案比选研究

以楼山隧道扩挖工程为背景,利用MIDAS/GTS对隧道开挖过程进行数值模拟,研究不同的开挖顺序对围岩变形以及临时支撑内力的影响。结果表明:三种开挖方案中,先上部后先下部的开挖方案较其他方案中围岩变形小,控制变形效果较好;且隧道临时支撑弯矩和轴力也较其他方案小,因此采用先上部后下部的开挖方案较为合理。     

大断面特长公路隧道开挖仿真分析与监控量测

以渝湘高速公路白马隧道为依托,用有限元计算软件ANSYS对隧道开挖力学进行数值模拟,分析开挖后隧道的位移场、应力场,判断隧道的开挖和支护方式是否合适。同时,在隧道施工过程中对围岩位移和应力进行监测,分析了围岩的位移、应力状态随时间的变化规律。为隧道施工过程中支护方式和支护时间的选取提供合理依据,可以弥补过去单纯用数值模拟所带来的不足(比如岩石中节理的变化在数值模拟中很难描述精确),提高了安全可靠性。     

大断面特长公路隧道开挖仿真分析与监控量测

以渝湘高速公路白马隧道为依托,用有限元计算软件ANSYS对隧道开挖力学进行数值模拟,分析开挖后隧道的位移场、应力场,判断隧道的开挖和支护方式是否合适。同时,在隧道施工过程中对围岩位移和应力进行监测,分析了围岩的位移、应力状态随时间的变化规律。为隧道施工过程中支护方式和支护时间的选取提供合理依据,可以弥补过去单纯用数值模拟所带来的不足(比如岩石中节理的变化在数值模拟中很难描述精确),提高了安全可靠性。     

马鞍石隧道掘进围岩稳定性数值模拟分析

本文以马鞍石隧道围岩地质条件为基础,以设计资料为依据,根据岩块力学参数试验成果和岩体工程地质研究的分类成果,运用Hoek-brown等经验准则确定了岩体力学参数,运用三维快速拉格朗日有限差分程序对Ⅳ类围岩全断面开挖后隧道围岩的稳定性进行了数值建模和分析计算,对隧道开挖过程中的力学行为和稳定性进行了评价和预测。     

下部硬质围岩条件下双侧壁导坑法的工法优化及监控量测

结合兴泉铁路七里径隧道大断面施工实例,就下部硬质围岩条件下如何优化双侧壁导坑法施工工序进行了阐述,并结合围岩监控量测及地表沉降观测数据,分析了不同开挖阶段、距洞口不同距离、不同偏压等情况下围岩沉降及收敛情况,总结了这种开挖方法的施工注意事项。结果表明,该方法是一种安全高效的大断面隧道开挖方法。     

基于赤平投影的隧道洞口工程地质安全评价

依据浙江楼山隧道洞口的野外勘察资料和实际工程背景,分别对洞口坡面稳定性和硐室开挖危险性两方面进行安全评价分析,确定隧道洞口围岩等级为Ⅴ级,围岩稳定性差。为确保隧道稳定及安全施工,采用围岩质量分级和赤平投影图解相结合的方法,确定洞口围岩各岩层与结构面的位置关系,提出采用边开挖边支护和"管棚法超前支护+台阶分部法"的安全施工建议。     

NPR锚索支护下相交隧道围岩变形规律及破坏机理

城市交通逐渐向地下发展,地下立交中相交隧道数量日益增加。为探究复杂地质条件下相交隧道的变形规律,以深圳南龙地下立交隧道相交隧道段为工程背景,通过物理模型试验探索相交隧道在开挖支护及超载状态下的变形机理。首先自主设计三维模型试验系统,并通过相似理论计算,进行了多种岩样及支护材料的配制;其次在模型搭建完成后,基于开挖补偿理论,利用缩尺NPR(Negative Poisson’s Ratio)锚索对相交隧道进行开挖支护。通过对隧道应变、位移及NPR锚索轴力的分析,得到隧道开挖状态下的应力重分布特征;最后,对隧道进行超载试验,结合数据及现象分析,揭示了相交隧道合建结构的围岩破坏机理。研究结果表明：相交隧道在开挖贯通时,合建区域岩体因隧道开挖产生应力损失,会对已经开挖支护完的隧道造成轻微影响。隧道贯通加载时,相交隧道的破坏分为3个阶段：拱顶应力集中区沉降阶段、合建结构的破坏阶段和隧道洞口破坏阶段。具体表现：首先是上层隧道合建区域拱顶开始出现沉降,然后下层隧道出现底鼓,最后应力传播至边界,使得洞口上方垮塌。试验中采用NPR锚索对相交隧道进行支护,现象和数据表明,开挖阶段隧道合建区的沉降影响到NPR...     

基于檀树湾隧道监控量测的围岩变形特征分析

结合檀树湾隧道现场监控量测工作,研究了隧道围岩的变形特征。通过分析隧道拱顶变形和周边收敛变形发现围岩变形曲线主要表现为台阶型、抛物线型和厂型3类曲线,且各类型曲线变化过程可划分为快速变形阶段、过渡变形阶段和稳定收敛阶段3个阶段;对围岩变形进行回归分析发现,指数函数能较好的拟合围岩拱顶沉降曲线和周边收敛曲线;通过围岩变形与掌子面的距离空间效应分析,给出了施作二衬的合理间距。结合隧道监测结果,分析了围岩变形的主要影响因素。     

某隧道塌方前后的监控量测及数据分析

重庆某暗挖地铁车站左线DK55+962~DK55+985段在施工过程中发生坍塌,对隧道进行监控量测,对比分析隧道开挖留设核心土、核心土开挖后隧道塌方与塌方后进行处治加固3种情况的围岩变形情况。监测数据表明,浅埋大断面隧道进行双侧壁导坑法施工时核心土的留设对围岩稳定性至关重要,同时科学合理的监控量测对隧道围岩变形具有重要的预见作用。对监测数据进行回归分析,并同时对4种回归函数进行对比,结果表明,多项式函数对浅埋大断面隧道拱顶沉降预测时更为接近实际。     

侧壁导坑法在特大断面隧道开挖中的应用

针对特大断面隧道开挖难题,并结合中海石油大榭石化管廊隧道现场施工,介绍隧道进口浅埋和Ⅴ级围岩段遇到的施工难点和施工技术方案,阐述了侧壁导坑法在对特大断面隧道开挖中的施工方法和施工程序,并对拱顶下沉量、周边收敛和地表下沉进行监测,结果表明:各监测值均满足规范要求,侧壁导坑法为隧道的后期支护提供了良好的条件,对类似工程具有一定指导意义和参照价值。