围岩应力释放率对双联拱隧道施工影响研究

文章分析了膨胀性围岩的特性、膨胀性围岩对隧道施工的影响以及膨胀性围岩的隧道施工要点,为隧道施工中及时采取预防措施提供了依据。

以某高速公路隧道开挖和支护为工程背景,通过数值模拟方法分析上下台阶法、交叉中隔壁法和三台阶法3种施工方法情况下,隧道围岩的变形情况以及对支护时机的影响.设置不同的应力释放率方案,得到上台阶开挖、初衬施工步、核心土开挖和仰拱施工的应力释放率分别为50％,30％,5％和5％.采用上下台阶留核心土法施工最多允许释放90％的原岩应力,而采用三台阶法和交叉中隔壁法施工时分别为90.5％和91％.隧道的施工方法对掌子面和二次衬砌之间的允许距离具有较为显著的影响,交叉中隔壁施工方法允许掌子面和二次衬砌之间的距离最大,从而延缓二衬衬砌的支护时间.选取v级围岩中的上下台阶留核心土法的掌子面和二次衬砌之间的距离作为参考值,则需对其他开挖方法的掌子面和二次衬砌之间的距离进行修正,分别为:交叉中隔壁法1.53,三台阶法1.14.

文中主要介绍处在软弱围岩地段双联拱隧道的施工方法,根据各种不同围岩类别选择不同的施工方法,积累经验,保证安全,提高施工进度。

介绍处在软弱围岩地段双联拱隧道的施工方法,根据各种不同围岩类别选择不同的施工方法,积累经验,保证安全,提高施工进度。

不同的开挖方法造成围岩应力变化及变形方式不同,因此在制定隧道监控量测方案时,应针对不同的开挖方法有所侧重地制定相应的方案,以实现围岩应力变化更为准确的预测,依从岩体的弹塑性mohr-coulomb屈服准则,将现场监测数据作为输入参数,建立弹塑性三维有限元分析模型.模型计算结果表明,三种开挖方式对拱腰竖向应力及最大主应力影响较小,其中,全断面开挖可导致局部区域产生较小的拉应力.所建模型能够兼顾精度和效率,便于程序实现,能为围岩的应力预测分析提供有效工具.

采用钢弦式传感器对某公路隧道施工过程中围岩和初次衬砌应力进行监测,并将监测结果与数值模拟结果进行对比。结果表明:钢弦式传感器可以测出围岩和初次衬砌应力的变化情况,对施工和隧道的长期安全监控具有指导意义。

以某隧道为背景,对浅埋偏压公路隧道在crd法开挖条件下进行施工力学数值模拟和现场监测监控.分析开挖过程中围岩应力的变化情况,并将模拟结果与现场监测结果进行比较.结果表明:浅埋偏压隧道开挖后,围岩应力场并不对称,深埋侧的变化程度大于浅埋侧;在每一个开挖步骤前后,围岩应力变化较大;钢弦式传感器能够记录围岩应力释放的情况.

侧压系数对马头门围岩应力的影响研究——通过三维数值模拟，研究了不同水平应力作用下马头门部位围岩应力分布规律，对马头门的开挖及支护具有一定的理论指导意义。　　

研究目的:探讨有关ⅳ、ⅴ级围岩隧道施工的方法,质量控制。研究方法:通过对ⅳ、ⅴ级围岩隧道施工的工程实例,对此类隧道的施工工艺、质量控制方法及注意事项进行了详细的阐述。研究结果:为ⅳ、ⅴ级围岩隧道施工与质量控制提供了可靠的数据和参考依据,为我国在新建客运专线积累了宝贵的经验。研究结论:隧道施工的过程控制是质量控制的关键。

浅埋岩质公路隧道爆破开挖时,由于工程地质条件复杂,环境影响因素较多,施工安全是大家十分关注的重要问题。对密云火郎峪浅埋岩质公路隧道开挖施工过程进行了应力应变有限元计算分析和监控量测,结果对比分析可知,隧道开挖后拱顶存在明显的拱效应,拱脚处围岩压力集中,拱脚的安全直接影响到整个隧道的安全和施工;围岩压力、洞顶沉降和收敛监控量测表明,初衬支护后7d为构筑二次衬砌最理想的时机。正确的监测和计算分析可以预测和预知隧道在施工过程中可能发生的变形和结构所受的应力大小,指导设计和施工,提高隧道施工安全性。

文章以乌鲁木齐轨道交通2号线高铁站—华山路区间隧道为工程依托背景,隧道穿越断层带破碎节理发育较好的岩体地层,分析了碎裂结构岩体的基本力学特性,得到了碎裂结构岩体变形破坏的模式,并建立碎裂结构岩体隧道模型,基于离散元的方法,分析不同埋深下,即不同围岩压力下,隧道衬砌内力的变化规律,得出了一些适用于碎裂结构岩体隧道施工的重要结论,以期指导同类工程.

依托重庆地铁6号线一期工程,应用有限元分析软件进行数值模拟计算,计算了不同围岩级别、不同近接方式、不同双洞净距情况下的围岩应力变化值,以此为依据划定不同的影响范围,分析了影响范围的发展趋势,为类似工程实例提供借鉴和参考依据.

冻岩隧道施工中,开挖、初衬、保温层和二衬等作业,产生的施工热量及洞内外空气的热交换,将影响冻土围岩原始地温场。这种地温场的扰动,破坏了冻土地层的热力学平衡,使其冻土的热物理力学性能发生改变,其中包括冻土的融沉性、冻土回冻过程的膨胀性以及隧道的稳定性等工程力学性能。因此,保护冻土、减少施工对冻土原始地温场的扰动是冻土隧道施工的重要控制因素之一。通过建立冻土围岩、支护衬砌结构、隔热保温层和洞内环境气体热力学模型,根据实际工况和实测洞内环境温度及地温,应用ansys有限元程序,对不同施工工况下围岩的温度场变化进行模拟,分别研究毛洞暴露时间、初衬施作时机、初衬持续时间等不同状况下,冻岩温度场的扰动规律、融化圈深度。根据不同施工方法下融化圈大小对洞室稳定性的影响,为冻土隧道施工控制和决策提供科学依据。

以遵义市子尹隧道为背景,采用ansys有限元分析程序对该工程采用的施工工况进行了二维有限元分析。通过对3种开挖工况的分析,获得了大跨偏压软弱围岩双连拱隧道在不同开挖工况时各阶段围岩的应力状态、地表沉降以及隧道支护结构的内力变化情况。通过对比分析,并结合现场施工监控量测资料,得到隧道处于偏压状态时,不同的开挖顺序对隧道结构产生不同的影响。

以广佛肇高速公路黎壁山隧道为工程实例,建立三维数值分析模型,对隧道的开挖过程分别进行常规数值模拟和动态损伤数值模拟,从应力、位移、塑性破坏区分布特点以及损伤特性等方面进行对比分析。结合监测数据,对比拱顶沉降和周边收敛的监测值与数值模拟值,进一步验证了动态损伤数值模拟的可行性。

近二十年来，我国公路建设迅速向西部延伸。考虑到西部复杂多山的地理环境，双连拱隧道越来越多地成为西部公路建设比较好的选择之一。双连拱隧道跨度较大，结构比较复杂。由于其开挖与支护交错，隧道围岩的应力分布与支护载荷变得十分复杂。双连拱隧道施工建设周期长、工程造价较高，工程的质量不容易控制。因此，对软弱围岩双连拱隧道设计施工的关键技术进行研究，其成果对提高工程质量、为相关隧道工程提供技术支持具有十分重大的意义。

以广佛肇高速公路黎壁山隧道为工程实例,建立三维数值分析模型,对隧道的开挖过程分别进行常规数值模拟和动态损伤数值模拟,从应力、位移、塑性破坏区分布特点以及损伤特性等方面进行对比分析.结合监测数据,对比拱顶沉降和周边收敛的监测值与数值模拟值,进一步验证了动态损伤数值模拟的可行性.

我国的膨胀性岩层分布面积、区域非常广泛,主要分布在我国的西南、西北、长江和黄河下游以及东南海沿海地区。在膨胀性的地层中间挖掘隧道,会导致围岩产生形变,或者因为浸水而发生膨胀,最终导致在膨胀性围岩中的隧道设施发生了位移,从而引发围岩失去稳定性以及衬砌破坏。本文对膨胀性的围岩的特点进行分析,在隧道施工中膨胀性围岩的影响以及膨胀性围岩的隧道施工的防护措施,对隧道施工的安全稳定进行有极大的借鉴意义。

对于v级围岩大跨偏压小净距隧道,传统的施工工法双侧壁导坑法有时并不能满足施工要求,本文以浙江路湾隧道工程为依托,以导坑分步开挖法的新工法为背景,利用ansys、flac有限元软件分析偏压程度对新工法围岩变形的影响情况,继而给施工一定的指导作用。

依托某高速公路隧道工程,基于空间反向荷载法和crd施工工法,分析了不同应力释放率下浅埋隧道围岩变形及地表沉降规律。得出以下结论:(1)随着应力释放率的增大,浅埋隧道洞周竖向位移及地表沉降明显增大,围岩塑性区范围也明显增大；(2)在小净距浅埋隧道变形计算中,应力释放率越小,左、右幅隧道开挖引起地表相对干扰越大。当应力释放率取50%时,左洞隧道开挖引起的右洞地表隆起值大于其自身开挖引起的位移值,右洞上部地表隆起,最终导致隧道上方公路可能出现拉裂现象。

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。

筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 1 膨胀性围岩隧道施工 1.概述 在膨胀性地层中开挖隧道、巷道或地下洞室，常常可以见到围岩因开掘而产生变 形，或者因浸水而膨胀，或因风化而开裂等现象，使设置在膨胀性围岩中的隧道或地 下洞室的洞壁发生位移，导致围岩失稳，衬砌破坏。膨胀性围岩的基本特征，归纳起 来表现在以下三个方面。 1.1围岩的应力比高。即p0/ra，p0—地应力，ra—围岩的抗压强度。由于膨胀性围岩 是有原始地层的超固结特性，使围岩中储存有较高的初始应力，当隧道或地下洞室开 掘后，引起围岩应力释放，强度降低，产生卸载膨胀，因此围岩常常具有明显的塑性 流变特征，开掘后将产生较大的塑性变形。 1.3胀缩效应的力学特性。膨胀围岩因吸水而膨胀，失水而收缩，岩体干湿循环产生胀 缩效应。一是使围岩体结构破坏，由块间联结变为裂隙结合，甚至成