软弱围岩中大跨度浅埋偏压小间距隧道开挖的数值模拟

软弱围岩条件下大跨度浅埋偏压小间距隧道合理的开挖方法是隧道工程界目前一个亟待解决的难题。采用有限元方法,对软弱围岩条件下大跨度浅埋偏压小间距隧道的动态施工及施工方法进行了数值模拟比选分析,研究成果有利于提高大跨度浅埋偏压小间距隧道的结构设计和施工水平,达到大跨度浅埋偏压小间距隧道结构设计和施工更为经济、合理的目标,具有较好的应用前景。     

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。     

不同施工顺序对偏压连拱隧道结构稳定性的影响分析

采用弹塑性三维有限元数值模拟计算分析的方法，对桐油山隧道浅埋、偏压地段结构稳定性进行了模拟分析，主要模拟了不同施工顺序对围岩及支护结构稳定性的影响，重点对连拱隧道整体衬砌中的薄弱环节——中墙进行了分析。结果表明：不管采用哪一种施工顺序，中墙均受偏压荷载的作用并向埋深较浅侧倾斜。但是先开挖埋深较深一侧时，中墙的受力和倾斜均较小，优于采用先开挖埋深较浅一侧的施工顺序。其计算结果也为同类隧道的施工提供了一些参考。     

隧道偏压浅埋处理的土力学分析应用

运用金朗和库伦定律土力学分析偏压浅埋隧道围岩稳定性,运用土力学分析偏压浅埋隧道围岩工程加固和施工处理方案的可靠性和必要性,运用微积分学阐明其中的土力学机理;以粤湘高速公路博深段杨岗1#隧道实例,阐述隧道偏压浅埋的土力学分析应用在实际工程的实效,论证隧道偏压浅埋处理土力学分析的重要性和必要性。     

浅埋隧道施工围岩变形及结构内力监测分析

结合VI级围岩浅埋偏压隧道CRD法开挖施工特点,布设了变形观测元件及应力观测元件,对施工过程中围岩变形及结构内力进行了监测和分析.变形测试结果说明CRD法各分部施工相互影响明显,隧道内侧围岩压力普遍大于外侧围岩压力,并且随着其他分部的施工具有明显加大的趋势.内力监测结果表明钢支撑轴力主要为压应力,并且拱腰位置轴力稍大于其他部位.测试结果分析表明,合理的工序应该是先山体外侧开挖并施工初期支护,然后山体内侧开挖施工.     

偏压连拱隧道施工顺序分析

采用弹塑性有限元数值模拟计算分析的方法，针对地表倾角不同时偏压连拱隧道合理施工方法的问题，对先开挖埋深较浅的一侧和先开挖埋深较深的一侧两种不同施工顺序进行了分析比较，通过对隧道衬砌结构力学特性及中墙受力分析，提出了不同地表倾角时较优的施工顺序。     

浅埋偏压隧道锚杆加固参数的优化研究

锚杆参数的合理选择对隧道初期支护的稳定性具有重要意义.考虑隧道浅埋偏压的地质特性,采用了双侧壁导坑法,山内而外进行侧洞开挖,对浅埋偏压公路隧道的初期支护进行了数值模拟.分析了不同横阳间距和锚杆长度下,地表沉降、拱顶沉降、墙腰收敛值的变化规律,从而给出锚杆参数的合理值.     

大断面黄土隧道浅埋冲沟偏压段护拱反压施工实践

黄土高原沟谷处具有地质情况复杂、断层裂隙发育、冲积覆盖层较厚、地表水汇集等诸多典型特点,以银西铁路宁县2~#隧道浅埋冲沟偏压段为工程背景,通过理论分析和实践应用对浅埋冲沟偏压段护拱反压施工进行了系统分析,必须解决偏压、拱顶不稳定和水害威胁;采用预加固桩、混凝土护拱、土石反压联合施工方式,取得了较为理想的围岩控制效果,可供同类型隧道施工推广借鉴。     

高地应力深立井井筒围岩应力演化与变形规律及支护分析

深立井井筒开挖至深部后,所处的地质力学环境比浅埋更加复杂。为研究深部复杂应力环境下水平主应力对井筒围岩应力演化和变形规律的影响,采用理论分析和数值模拟的方法分析在不同侧压系数λ与水平应力比值k条件下,不同轴比(b/a)的井筒断面形状下井筒围岩应力演化和变形规律。结果表明:深立井井筒围岩的等应力轴比不同于深埋椭圆巷道的等应力轴比,深立井井筒围岩的等应力轴比与水平主应力的比值k有关;当侧压力系数与水平应力比值为定值时,不同井筒截面轴比时应力集中区主要分布在井筒x轴两端,变形较大处为y轴两端;从应力分布和变形角度分析,相同条件下井筒采用圆形断面开挖时围岩扰动效应最小;在分析井筒围岩应力与变形特征的基础上,提出井筒围岩双壳复合支护理念,并分析其加固机理。     

不同级别围岩条件下浅埋偏压大跨度隧道开挖工法的比选

对不同级别围岩条件下浅埋偏压大跨度隧道的3种施工方法引起的应力场和围岩位移进行了模拟分析,在此基础上,评价了各种方法的适用条件。     

矿山隧道掘进围岩稳定性动态监测研究

在考虑矿区隧道围岩级别的同时,以矿区地质力学特征为基础,采用对数螺线法对矿山隧道掘进围岩稳定性进行分析,以隧道围岩沉降、位移与埋深的关系为研究对象,进行了矿山隧道掘进围岩稳定性动态监测验证。结果表明: 侧壁、底部沉降与埋深呈线性关系; 侧壁、底部位移与埋深呈线性关系; 矿区隧道掘进过程中可通过降低沉降或减少位移来增加围岩稳定性。     

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。     

断层带软弱围岩变形特征及支护优化研究

断层附近软弱围岩变形特征的研究对于巷道支护优化和防止围岩大变形具有重要意义。本文以河南城郊煤矿为工程背景,对二水平西翼轨道大巷在掘进过程中断层带围岩表面位移、顶板离层、围岩松动圈分布进行了现场监测。结果表明:在巷道掘进卸压作用持续影响下,断层构造应力逐渐减弱,巷道变形速度随着掘进面的推进先增大后减小,断层带内巷道变形的主要作用力来自断层构造应力;深部围岩受断层构造的影响较大,裂隙较为发育,顶板处于不稳定状态,浅部围岩由于巷道开掘卸压离层量较小。断层附近松动圈受断层构造作用较大,围岩顶板出现大松动圈。本文结合地质条件和现场监测结果提出了U形钢与锚网索相互配合的支护优化方案。     

当量采深估算方法在岩爆危险性等级评价中的应用

为了研究浅部岩爆危险性定量评价方法,实现矿山采场岩爆分级评价和分类治理目标,根据应力叠加原理,建立了当量采深估算模型,提出了当量采深估算方法,并确定了估算方法的计算过程。研究表明:当量采深与实际采深成正相关,与矿柱尺寸成负相关。本文以山东某矿浅部岩爆现象为工程背景,由于巷道开挖和构造应力造成采场围岩应力集中,没有达到岩爆深度的浅部开采水平,却出现岩爆预兆现象。因此,采用当量采深估算方法对该矿浅部450中段采场进行岩爆分级评价,共划分48个矿柱单元,形成1个高度危险区,9个中等危险区,4个一般危险区,34个安全区,并对不同区域采取岩爆分级防治措施,达到了良好的岩爆防治目的,提高了矿山回采安全性和经济性。     

三软煤层巷道布置优化与联合支护技术研究

为解决三软煤层回采巷道围岩大变形难支护和区段间留设大煤柱资源浪费的问题,对巷道布置和支护方式进行了优化,采用了厚煤层错层位外错式沿空掘巷相邻巷道联合支护的方法.首先采用极限平衡区法确定沿空巷道煤柱留设5m,建立了关键块B力学模型,计算分析了关键块B不会发生滑落失稳与回转失稳;其次介绍了相邻巷道联合支护技术;最后采用FL...     

露天边坡滑体冲击下围岩变形特性分析

露天转地下矿山边坡稳定性是一个当前广泛存在的问题,合理评估边坡失稳滑移对边坡底部围岩的影响及破坏效应对地下开采有重要的工程意义。以大冶铁矿露天开挖形成的边坡为工程背景,运用二维数值模拟软件UDEC,对滑体的滑移过程进行了数值模拟分析,从应力场、位移场入手,研究了边坡滑体失稳后其冲击力作用下边坡底部围岩应力应变规律。模拟结果表明：用离散元软件可有效模拟滑体失稳过程,滑体失稳后,其冲击作用影响范围主要集中在北帮边坡坡脚,而对采矿区和南帮边坡影响不大,采矿区和南帮边坡主要受滑体失稳后形成的堆积体的重力作用影响;竖直方向上,围岩受冲击影响程度随深度的增加而减弱;水平方向上,南帮边坡受滑体影响程度远小于采矿区和北帮边坡坡脚。     

筐家Ⅰ号隧道洞口偏压段处理技术

筐家Ⅰ号隧道是六安至岳西(黄尾)高速公路霍山县境内的一座左、右分离式单向行车隧道,从设计、施工方面对隧道洞口段Ⅴ级围岩偏压复合式衬砌、明洞暗进、半明半暗等方案的应用进行了探讨,重点讨论了隧道明洞暗进、半明半暗方案穿越洞口浅埋偏压段的工程经验,为类似隧道的建设提供技术参考.     

Study on optimization of underlying coal bed exploited depth for tunnel

Combined with highway construction, the analysis on the relationship between tunnel construction and coal resource exploitation was processed, which was based on the research of rational exploitation depth of coal. 3D FEM numerical analysis for tunnel excavation was carried out according to engineering geological features of coal measure strata in the project area. Based on the analysis of displacement and stress of the surrounding rock in the tunnel after excavation, the characteristics for displacement and stress of the tunnel support structure were analyzed when the underlying coal bed was exploited with sublevel and full caving method. In addition, combined with the related code and standard, the economic and safe prohibiting exploited depth of the underlying coal bed was proposed, so that a scientific basis for tunnel construction of coal measure strata and reasonable exploitation of the mineral resources in complex geological conditions can be offered.     

火成岩复杂地质环境巷道交岔点成套施工技术

马钢集团姑山矿为典型的火成岩复杂地质环境，传统支护不能满足巷道的稳定要求；为采取合理的开拓与支护方案，对后和睦山矿段-300 m水平车场马头门南迎头N14交岔点进行了针对性研究，决定采用导硐施工方法，根据现场地质特点及锚网喷、锚注、锚索支护机理，采用锚网喷进行一次柔性支护，锚注与锚索联合进行二次加强支护的复合支护方案，取得了良好的技术效果与经济效益。研究结果表明，对于扰动较大的交岔点施工应及时进行柔性让压支护；对于破碎、易膨胀性围岩应及时进行封闭处理；对于大断面巷道或大松动圈围岩应进行锚注与锚索联合加强支护。