弹塑性理论的隧道围岩稳定性简易评价法

结合熊渡隧道的工程实践,通过拱顶沉降、锚杆应力的现场监控量测和数值计算工作,研究了复杂地质条件下岩溶隧道全断面爆破开挖时围岩的稳定性,研究结果表明,熊渡隧道ⅴ级围岩段的破碎带采用现有的施工工艺和支护参数是可行的,围岩变形可控,支护结构的支护效果显著,围岩基本稳定。

随着科学技术的高速发展,人们对隧道围岩稳定性研究的方法呈现出各种各样。文章通过资料的查阅,总结了隧道围岩稳定性研究的发展历史及现状,在前人研究的基础上分析了其以后的发展趋势。

针对隧道围岩稳定性评价的模糊性和主观影响问题,建立基于博弈-可拓理论的隧道围岩稳定性评价模型。该模型采用岩石单轴抗压强度、岩体质量指标、完整性系数、体积节理数、声波纵波波速值、地下水渗水量作为隧道围岩稳定性评价指标,运用关联函数法、熵权法和改进层次分析法单独计算各个指标的权系数,利用博弈论组合赋权确定所得3个权系数的最优组合权系数,以此计算出待评隧道围岩关于各稳定性等级的加权关联度,根据计算结果判定待评隧道围岩稳定性等级。实例计算表明:运用博弈-可拓理论评价隧道围岩稳定性等级,综合了主客观因素,使评价结果更为合理可靠,为隧道风险控制与安全管理提供了新的依据。

通过曼歇2号隧道中导洞开挖中的地质素描和资料收集,依据掌子面和两壁出露的地质体的岩性、节理、岩体结构类型、地质构造特征等综合特征,沿其走向、倾向和倾角的延伸推断工作面短距离前方的地质情况,应用赤平投影分析法对正洞的围岩稳定性和边坡的变形破坏做出定性和定量分析,从而预测两侧正洞的地质情况,对连拱隧道上、下行线正洞的施工予以指导和控制,进而达到短期预报的目的。

隧道是修建在底层中的工程结构,在挖开地层并把隧道衬砌修建在地层内的过程中和以后,地层始终对隧道衬砌结构产生作用,本文在提出围岩稳定性基本判据的基础上,着重对公路隧道围岩稳定性进行了分析。

隧道围岩稳定性的模糊评价研究——隧道工程是受各种复杂因素影响的地下结构工程，虽然通过监测工作得到的隧道净空位移变形可以一定意义上有效反映隧道是否稳定，但是却无法对隧道的整体稳定性情况做出合理的判断．为了更好地解决这一问题，利用模糊数学的原理对...

围岩稳定性受众多的因素影响，主要影响围岩稳定性的因素有围岩的岩性和力学性质、地质结构、地应力、地下水、工程因素。围岩的支护方法和开挖的方式都是由围岩的稳定性决定的[1]，因此正确合理的评价围岩稳定性，对隧道施工合理性和运营安全性都起到了重要的作用。文章以何家庄隧道为例，通过勘察资料和现场施工开挖围岩揭露，以工程地质分析法从围岩岩性、结构面特征等方面对围岩开挖稳定性进行了评价。

在尚家湾隧道施工期间,曾预报并揭露大型溶洞,溶洞的存在给隧道施工带来极大的安全隐患。以尚家湾隧道为背景,开展数值试验。通过对比隧道前方有、无溶洞条件下开挖工况,从位移、应力、塑性区3个方面分析了隧道前方大型溶洞对隧道围岩稳定性的影响。研究表明:对于本工程而言,溶洞对隧道底部和左侧拱腰的影响要大于对隧道顶部及右侧拱腰的影响;隧道前方存在大型溶洞条件下塑性区体积随开挖位置呈指数增长。隧道前方无溶洞条件下,塑性区体积随开挖位置呈线性增长,即溶洞的存在大大加速了隧道开挖塑性破坏区的增长。该研究对岩溶地区隧道安全施工具有一定的指导意义。

本文通过对隧道的拱顶下沉、水平收敛等数据进行分析,确定监测数据的处理方法,得出了该隧道不同围岩岩性对隧道围岩变形的影响,确保了隧道的安全施工。采用多项式、乘幂、指数函数等分别对水平收敛量及拱顶量测数据进行回归分析,从而判断围岩的稳定性。

隧道围岩稳定性分析及其控制

结合贵广铁路棋盘山隧道施工现场测试,研究隧道爆破近区围岩振动规律以及稳定性。对棋盘山隧道掌子面后方拱顶5m范围内围岩的爆破振动速度进行测试和分析,结果表明:隧道爆破近区围岩的振动传播速度随爆破的比例距离呈幂指数衰减,棋盘山隧道ⅲ级围岩的幂指数为-0.62。对爆破施工隧道的稳定性研究表明:隧道塌方主要是岩块沿着节理面滑动造成的,与节理面的抗剪强度和岩块的大小及形状相关。最不稳定拱顶位置关键块掉落的临界爆破振动速度,随关键块高度的增大而增大,而随关键块长度和宽度的增大而减小。因此,可根据隧道围岩关键块的形状和位置,计算关键块的临界爆破振动速度,进而得到保证关键块不掉落的炸药量,以控制围岩稳定,确保隧道施工安全。

公路隧道围岩稳定性研究现状与展望

通过建立有限元、离散元两种数值力学模型,开展开挖跨度对隧道围岩稳定性的影响规律研究。结果表明:在不考虑洞室形状影响的前提下,当围岩按连续介质假设,且开挖后仍处于弹性应力状态时,单纯增加隧道开挖跨度对围岩应力状态影响不大;但若开挖后进入弹塑性应力状态,则单纯加大开挖跨度会导致塑性区半径大幅度增加,影响围岩稳定。当围岩按非连续介质假定时,岩体失稳主要呈现节理面间剪切滑移。开挖跨度增大相当于隧道跨度与岩块的相对尺度增大,隧道关键块体失稳概率加大,对于相同产状节理岩体,关键块体出现部位相同;另一方面,跨度增大引起在隧道开挖的应力扰动区内遭遇节理的组数增加,组数越多,岩体越破碎,失稳概率越大,且失稳模式各有不同,增加了支护难度。

针对2种不同施工顺序对地下洞室围岩稳定性的影响,其一是先开挖地下隧道,后修建地面建筑,分析了隧道洞顶的沉降位移、洞室围岩的变形、塑性区、拉压破坏区等;其二是先修建地面建筑地面建筑先完成,后开挖地下隧道,分析了地下隧道的受力、变形、破坏区以塑性区等。通过分析得出了前一种施工顺序更为有利的结论。

以纳溪高速公路叙岭关隧道为背景,以方形溶洞为例,运用三维有限元方法分析隧道侧部溶洞对隧道围岩稳定性的影响。研究结果表明:随着隧道的不断推进,右拱脚附近竖向位移和最大主应力有较明显的增加;拱顶、拱底围岩变形有朝溶洞方向位移的趋势;侧部溶洞对围岩的影响范围大约是2倍隧道洞径,对1倍隧道洞径内的围岩及侧部溶洞应及时处理。隧道围岩位移、应力的变化规律可为岩溶处理、支护时机提供依据。

对岩溶隧道围岩稳定性理论和分析方法的发展进行了梳理,并对当前该领域的研究现状和在工程实践中的应用进行了全面阐述,在此基础上分析了岩溶隧道围岩稳定性研究的主要发展方向,并总结了当前该领域研究中存在的一些问题,为今后的研究提供参考。

针对tsp超前地质预报技术的不足,通过对反射波信息的精细分析,结合地质勘查资料及现场施工情况,并通过tsp反射信息获取前方岩体部分力学参数,对隧道围岩的稳定性进行靶向超前数值模拟计算,对比分析不同施工工法下的围岩位移变化特征、塑性区及孔隙水压分布情况。结果表明,相较于二台阶法,三台阶法施工的围岩拱顶下沉、净空收敛及塑性区分布等均较小,二台阶法施工的围岩变化位移亦在规范允许范围之内,围岩状况稳定,对隧道高风险段施工工法转换及围岩稳定性的超前分析有一定的参考价值。

为保证雪山梁隧道隧道开挖过程中的施工安全,文中详细介绍了围岩变形监测方案与断面布设方法,并借助bp神经网络的超强非线性拟合能力,对断面k11+603的拱顶沉降位移和周边收敛位移实测值进行了回归分析。分析结果表明:bp神经网络预测模型能较好的拟合拱顶沉降位移和周边收敛位移实测值,可以作为围岩稳定性判定的依据。

隧道围岩稳定性分析是该工程领域亟需解决的问题。本文主要针对圆形断面隧道围岩稳定性进行分析,建立了合适的地质模型,分析了隧道开挖过程中,隧道围岩与支护结构相互作用力的变化规律,为今后的相关研究提供了一个思路。

应用关键块体法对山西某隧道围岩的稳定性进行了评价及超前预测,并将其所得结果与掌子面编录及野外踏勘结果相结合,得到了较满意的分析结果,最后详细阐述了关键块体法在应用实践中存在的优缺点,并提出了合理的建议,为以后类似的工程提供借鉴。

以石牌岭隧道围岩工程为例,参照国内外研究现状,选取6个主要影响因素作为评价指标,将岩体质量等级分为5级,采用z-scores标准对传统熵权加以修正并应用到模型中,保证了评价的客观性和准确性。通过构建隧道岩体质量评价属性决策矩阵,再由级别特征值来确定所属级别,进而对隧道围岩稳定性作出评价。该模型不仅能预测围岩等级,还能对同等级围岩的稳定性进行排序,通过与可拓法评价结果的比较分析,验证了该方法的合理性与优越性,为隧道围岩稳定性评价提供了新的思路。

海底隧道围岩稳定性分析现状及方法——随着经济的快速发展，我国正处于隧道建设的高潮时期，在隧道建设上我国每年都投入大量的人力、物力和财力，这就迫切需要实现隧道建设高效与经济。隧道施工过程中，洞室周围岩体发生应力重新分布，当这种重新分布应力超过围...