含水量及冻融循环对黄土隧道围岩变形规律影响研究

大断面黄土隧道围岩变形监控量测技术——结合郑西铁路客运专线高桥大断面黄土隧道的监控量测工作，详细介绍了无尺量测技术的观测系统、观测方法、观测要点和观测精度，以及量测数据的计算、应用和回归分析方法，为类似软弱隧道的监控量测工作提供参考和借鉴。

针对湿地隧道在我国相对来说比较少,其监控量测在施工中的应用也相对困难的现状,通过对菩萨岗湿地隧道进行实地监测,对其周边围岩进行了研究,结合回归分析所得结果,预测并最终得出了围岩稳定结论。

采用数理统计理论,以沪昆客专高家屯隧道监控量测结果进行分析。结果表明,隧道净空收敛和栱顶沉降与围岩级别、时间因素和施工因素等呈正相关,并与隧道围岩级别相关性最好,研究结果可作为石灰岩地区岩溶隧道施工方法和支护方案选择的重要参考依据,对确定合理的隧道二次衬砌时间具有重要的应用价值。

为确保隧道建筑限界准确,一般将隧道设计预留变形量作为围岩极限位移值。十堰至房县高速公路隧道地层以软岩为主,采用上述变形标准,大部分地段围岩变形量超过临界值,造成预警频繁,对施工进度造成一定的影响。通过对拱顶沉降和周边收敛实测数据进行统计分析,研究了软岩隧道合理的变形位移极限值和预警标准。研究结果可用做后续施工指导,对软岩隧道监控量测工作有一定借鉴意义。

运用相似模型试验和数值分析成果,分析岩溶区公路隧道在全断面开挖过程中的围岩变形特性.提出了岩溶区全断面开挖隧道围岩变形时空曲线的一般模式.在此基础上,建立了岩溶区围岩稳定性判别标准,给出超前支护和二次衬砌的最佳时机.并运用现场量测数据的结果验证了所提出的岩溶区全断面开挖隧道围岩变形规律的正确性.

隧道围岩变形监测及变形规律分析

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。

为研究断层破碎带隧道施工围岩变形规律,采用数值模拟方法分别考查了台阶法、预留核心土法和三台阶法施工时围岩变形及地表沉降情况.结果表明:断层破碎带隧道施工围岩变形量随着荷载步增加趋于稳定,台阶法造成的拱顶沉降值较大,三台阶法和预留核心土法能较好的控制隧道拱顶沉降;隧道周边收敛值也随荷载步增加逐渐稳定,台阶法周边收敛值最大、三台阶法周边收敛值最小;地表沉降随荷载步增加逐渐达到稳定,台阶法施工造成的地表沉降最明显,三台阶法次之,预留核心土法地表沉降控制效果最好;预留核心土法隧道上方横向形成明显的沉降槽,随着荷载步增加沉降槽趋于明显,最终达到稳定.

注浆是隧道围岩加固与涌水封堵的主要技术手段,当围岩较为破碎且自稳能力较差时,注浆过程中若采取了不合适的注浆压力,极易造成围岩大变形甚至塌方等次生灾害。基于渗流-应力耦合理论,选取典型隧道开挖断面,建立注浆作用下渗流场与应力场数学模型,运用comsol多物理场耦合软件分析注浆过程中注浆压力作用下隧道围岩的变形规律。结果表明,围岩等级为ⅴ时,注浆过程中注浆压力不断向隧道周围地层中扩散与传递,渗流场、应力场分布随注浆孔深度增加呈现衰减趋势;随着注浆压力的提高,应力发生急剧变化,并不断地向围岩深部转移;注浆初期,围岩变形速率急剧上升,注浆后期围岩变形速率下降,且变形量趋于稳定。依托具体工程实例,提出了合理选择注浆压力的控制技术,保证了围岩的稳定和安全。

以西安地区黄土为试验材料,通过室内三轴试验,分析黄土在不同含水量下的应力应变关系,得出了土在不同含水量下的应力应变关系.并通过对应力应变关系分析,得到黄土结构性和强度主要受初始含水量、围压和密度等的影响,这些因素决定黄土的应力应变关系和黄土破坏的形式.

为保证隧道开挖施工期间的人员安全,提高隧道工程建设质量,在介绍隧道围岩变形时空效应、变形破坏类型以及围岩变形与支护时机之间关系的基础上,对全断面开挖的双线公路隧道施工过程进行了三维数值模拟,总结归纳了隧道围岩拱顶沉降、洞身收敛以及掌子面挤出值随开挖步进行的变化规律,并对支护结构控制围岩变形的作用进行了分析,发现支护结构对控制围岩变形具有重要作用.

以二朗山公路隧道施工过程的工程实践为依据，利用常规围岩变形监控量测和围岩变形跟踪监测系统及二次应力场测试，获取隧道围岩动态综合信息，为围岩分类、大变形预测、岩爆预测、优化二次支护时间及反分析等提供依据，是岩土程信息化设计、施工的重要手段。

隧道原位扩建需要将原有结构拆除后再进行隧道扩挖,形成大断面隧道。从原隧道的开挖形成小断面隧道到拆除原有结构再扩挖成大断面隧道,围岩经过多次扰动后,经受的应力状态错综复杂。以大帽山隧道原位扩建为例,介绍采用数值模拟手段建立新建4车道和原位扩建4车道隧道的力学计算模型,得出原位扩建隧道的围岩变形及力学特性,为该隧道的支护结构设计提供依据。

以兰渝铁路胡家湾隧道进口段施工为例,介绍泥岩地层修建大断面隧道变形控制的方法。施工中通过围岩量测掌握围岩变形动态,采取分部开挖临时仰拱封闭成环及上半断面扇形支撑的技术措施,控制围岩的变形。实践证明:效果较好,对目前的客专大断面隧道控制大变形施工有一定的帮助。

在分析和修正已有结构性参数的基础上,首次提出了将结构性参数直接应用于工程实践的思路。研究了黄土隧道开挖后围岩结构性的变化规律。研究得出:围岩的结构性参数与径深和洞径密切相关;随着径深的增大,拱顶方向上围岩的结构性参数均呈现出先减小后增大的规律,存在一个最小值。与开挖前原状土的结构性参数相比,围岩的结构性损失在距拱顶约1.7～2.5m时达到最大。随着洞径的增大,开挖对围岩黄土的扰动增强,拱顶方向上围岩的结构性减弱,结构性参数的最小值变化不大,但最小值发生的位置逐渐远离拱顶。最后,提出了以围岩结构性损失最大为依据判断围岩松动圈的新方法。分析表明,黄土隧道围岩的松动圈在1.7～2.5m变化。

含水量对兰州黄土剪切强度特性的影响——通过对兰州黄土不同含水量试样进行一系列三轴不固结不排水剪切试验，探讨了含水量对兰州黄土剪切强度参数的影响，并从黄土结构性上做出了合理的解释．同时在试验的基础上提出了粘聚力、内摩擦角与含水量的关系表达式．

泥岩地层大断面隧道围岩变形控制——以兰渝铁路胡家湾隧道进口段施工为例，介绍泥岩地层修建大断面隧道变形控制的方法。施工中通过围岩量测掌握围岩变形动态，采取分部开挖临时仰拱封闭成环及上半断面扇形支撑的技术措施，控制围岩的变形。实践证明：效果较好，...

新九燕山隧道红黏土段围岩变形规律分析及控制技术——新九燕山隧道是包西铁路二线控制性工程，其中有2km左右的红黏土围岩。首先通过现场取样，对红黏土进行了物理特性和力学特性分析。在此基础上，采用了flac软件对红黏土围岩的变形进行了模拟分析，同时考虑...

通过有限元模拟隧道台阶法施工,分析地表沉降、拱顶、拱底、横向变形和围岩最大、最小主应力随开挖步增长的变化规律,研究围岩变形特性和纵向影响范围,基于突变理论对拱顶沉降进行分析,研究围岩突变时机.结果表明:隧道开挖对掌子面的变形影响主要发生在拱顶、拱底及拱腰位置,地表沉降主要集中在隧道开挖中线附近,应力集中则发生在拱腰及拱脚处；影响范围主要集中在开挖面开挖方向前后1d(d为开挖洞径)范围内,其中开挖面前后0.5d范围为强影响区,0.5～1d范围为弱影响区.

目前,我国煤矿已经进入深部开采阶段,巷道围岩变形破坏严重给巷道施工和生产劳动构成威胁。在复杂高地应力条件下,确保围岩稳定是保障煤矿安全生产的重要前提。因此,研究围岩变形规律具有重要意义。周边位移测量是一种简单有效的研究围岩变形规律的方法,可以获得最直观的巷道围岩应力变化状态,为判断巷道稳定性提供可靠的依据,从而指导现场设计和施工。

文章统计分析了大断面黄土隧道初期支护变形量,研究了大断面黄土隧道变形规律及预留变形量合理取值范围。大断面黄土隧道变形规律表现为:隧道拱顶、拱脚下沉差异小,隧道开挖后拱部将产生一定程度的整体下沉;隧道拱顶下沉量均大于水平收敛;初期支护封闭后,隧道周边位移基本上不再发展;当隧道埋深小于40m时,隧道变形量较大且规律不明显;当隧道埋深大于40m时,隧道变形量分布相对集中。经过对现场量测数据的统计分析可知:在ⅳ级围岩条件下,大断面黄土隧道预留变形量可取10～15cm;在ⅴ级围岩条件下,大断面黄土隧道预留变形量可取25～28cm。

变形是围岩稳定性状态的主要表现形式,围岩稳定性分析与评价以位移变化过程曲线、分布特征为基本资料,以解读变形量变化过程、变化趋势和分布规律为主要。在围岩稳定控制过程中,变形变化过程控制理论、围岩与支护结构的相互作用理论是围岩监测的主要理论依据。隧洞开挖后,围岩会经受环境作用的变化,并根据环境的变化作出不