選取忠墊高速公路某巖溶隧道為研究對象,建立巖溶隧道三維實體模型,利用軟件flac3d對拱頂部存在充水溶洞的隧道施工過程中的圍巖位移特征進行數(shù)值模擬研究,并將數(shù)值計算結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果進行了比較分析。研究結(jié)果表明:隧道拱頂處圍巖豎向位移最大、拱肩處次之;水平位移以邊墻部為最大,拱肩處水平位移先向隧道內(nèi)變形,后向隧道外變形。

因工程巖體中節(jié)理、斷層、裂隙等弱面較為發(fā)育,致使在許多對大型地下洞室群圍巖穩(wěn)定性研究中很難全面考慮各弱面對穩(wěn)定性的影響,因此通過引入節(jié)理模型,同時考慮巖塊和節(jié)理屬性,可以使研究更加符合巖體狀態(tài)及工程實際。本文依托重慶市某公路隧道,采用理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,以連拱隧道斷面為例,通過選取一個隧道斷面,根據(jù)不同的地質(zhì)巖層和上部不同建筑物的分布情況,利用二維離散元軟件udec通過荷載分析、建立模型、位移分析對公路隧道連拱段節(jié)理圍巖穩(wěn)定性進行分析研究。

盤道嶺隧洞襯砌結(jié)構(gòu)變形、裂縫等病害問題日益突出,在重點病險洞段選取監(jiān)測斷面,構(gòu)建變形監(jiān)測系統(tǒng),埋設多點位移計、應變計,進行隧洞圍巖蠕動變形及襯砌結(jié)構(gòu)應變監(jiān)測。隧洞圍巖位移、溫度與襯砌結(jié)構(gòu)應變隨時間的相關(guān)關(guān)系表明,監(jiān)測期內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)應變與圍巖位移整體呈負相關(guān)、但相關(guān)性較弱,與溫度呈正相關(guān)且相關(guān)性較強,說明監(jiān)測短期內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)應變主要受溫度效應影響。盤道嶺隧洞圍巖存在的蠕變變形是一個較為緩慢的過程,且多點位移計部分測點位移量與襯砌結(jié)構(gòu)應變變化表現(xiàn)出一定相關(guān)性,圍巖蠕動變形勢必導致襯砌結(jié)構(gòu)病害不斷加劇。因此,應加強不同部位、深度隧洞圍巖蠕動變形的長期監(jiān)測,預判圍巖蠕變對襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀況的影響及發(fā)展趨勢。

巖溶區(qū)隧道因受巖溶發(fā)育程度的影響,其圍巖位移特征與一般隧道存在較大區(qū)別。以宜萬鐵路某巖溶隧道為工程背景,對側(cè)部含有溶洞的隧道施工過程中的圍巖位移特征進行了相似模型試驗和現(xiàn)場測試。結(jié)果表明:隧道開挖后,圍巖分別向溶洞內(nèi)和隧道內(nèi)變形,溶洞與隧道之間的圍巖向兩個相反的方向變形,是最危險區(qū)域?？拷芏锤浇倪厜?、拱肩和拱頂處圍巖的位移值要比遠離溶洞側(cè)的相應部位處的圍巖位移值大。研究結(jié)論對巖溶隧道的設計與施工具有一定的參考價值。

介紹了浙江省臺州天摩嶺公路隧道施工中的圍巖位移監(jiān)測技術(shù),包括隧道周邊、拱頂、地表的監(jiān)測點布置與量測分析方法,并對監(jiān)測結(jié)果進行分析,以指導隧道的設計與施工。

以試刀山隧道改擴建工程為依托,選取軟弱破碎帶圍巖段,通過三維數(shù)值模擬對隧道動態(tài)施工全過程進行彈塑性計算分析,選取該區(qū)域內(nèi)某一特定橫斷面,主要圍繞斷面各監(jiān)測點圍巖位移隨動態(tài)施工的變化特征和數(shù)值大小進行初步研究和分析。通過對計算結(jié)果分析歸納得出:從縱斷面上看,對其拱頂沉降及拱底回彈影響最大的是前后6m范圍內(nèi)的掌子面施工,約占總位移量的60%;對指定斷面拱腰水平位移影響較大的是指定斷面前后3m范圍內(nèi)的掌子面施工,約占總位移量的60%~70%;從橫斷面上看,上臺階開挖所引起的指定斷面拱頂沉降大于下部臺階開挖的影響,隧道施工對圍巖塑性區(qū)的影響主要集中在洞壁外3~4m范圍。此外,該數(shù)值模擬的分析結(jié)果對于該段隧道的施工監(jiān)測具有一定的指導意義。

構(gòu)建了礦山法隧道施工期洞室安全影響因素集,包括工程地質(zhì)特征、應力場特征、洞室特征以及施工水平等4大影響因素,巖石質(zhì)量指標、巖石抗壓強度、圍巖完整性、地應力影響系數(shù)、洞室跨度等10項細化指標;確定了礦山法隧道施工期洞室安全模糊評價的目標層、準則層、指標層總體框架,提出了采用正態(tài)分布函數(shù)、梯形函數(shù)確定各項指標隸屬函數(shù)的方法及其具體參數(shù),并采用層次分析法和構(gòu)建兩兩判斷矩陣獲得了各項指標的權(quán)重。最后,利用建立的模糊評判模型對某礦山法隧道施工期洞室安全實施了安全性評價,結(jié)果表明:所建立的模糊評價模型是可行的,模糊評價結(jié)論與該隧道實際施工安全具有較好的一致性。

隧道工程作為一種特殊的工程結(jié)構(gòu)體系,隧道一經(jīng)在地層中開挖,地層中的原狀力學便會被打破并進行調(diào)整,應力的釋放與調(diào)整必將導致圍巖的變形,而這個變形在時間與空間上都有著相對獨立的特性。隧道的這種變形正好體現(xiàn)了隧道圍巖及隧道支護的工作狀態(tài),新奧法隧道正是通過圍巖及支護的變形觀測來掌控結(jié)構(gòu)本身的工作狀態(tài),以達到安全施工的目的。本文通過分析圍巖變形的特點,結(jié)合某隧道量測剖面的實測數(shù)據(jù),分別對圍巖變形的空間效應和時間效應進行了分析,探討了空間效應和時間效應相分離時隧道圍巖及支護的變形特性,并就現(xiàn)場的變形情況進行了單獨的分析。分析結(jié)果表明隧道圍巖及支護的協(xié)同變形有單獨的時間和空間效應,其變化有相應的規(guī)律,分析結(jié)果有利于施工監(jiān)控量測時對數(shù)據(jù)的分析和判斷,并有助于現(xiàn)場施工的安全性與科學性。

軟弱煤層巷道圍巖位移監(jiān)測與數(shù)值模擬分析——軟弱煤層巷道的穩(wěn)定性對煤礦正常安全生產(chǎn)起著重要作用。本文通過對軟弱煤層巷道進行位移實測及數(shù)據(jù)分析，得到了西部某礦軟弱煤層巷道圍巖變形達破壞所需的時間和可能的變形松動區(qū)域。其中，頂、底板和兩幫位移范圍相...

洞室的開挖將使其周邊的圍巖受到擾動,發(fā)生應力重分布,圍巖位移場將發(fā)生改變。由于交錯隧道的復雜性,使其難以運用相對簡單的力學模型解決此類問題,數(shù)值分析成為有效而且經(jīng)濟的手段,用以研究在這種特殊的情況下位移場的變化規(guī)律。

以渝黔二期工程筆架山隧道埋深最大的軟弱圍巖段實體建模,應用有限元程序?qū)ζ涫┕と^程進行三維彈塑性數(shù)值模擬,從而得出該段某一指定橫斷面上各點圍巖沉降及水平位移隨開挖過程的變化規(guī)律和數(shù)值大小。計算結(jié)果表明:對沉降和水平位移影響最大的是在指定段前后各3m的范圍內(nèi),約占其總量的2/3,而上臺階開挖的影響又明顯大于下臺階開挖;在掌子面未開挖之前,圍巖沉降和水平位移均已完成40%左右;從橫斷面上看,圍巖位移比較明顯的區(qū)域主要集中在距洞壁3～5m處。另外,現(xiàn)場實際量測拱頂下沉數(shù)據(jù)和拱腰水平收斂值與計算數(shù)據(jù)的相互比較表明,兩者變化規(guī)律吻合較好。

根據(jù)監(jiān)測資料分析地下廠房洞室群的整體變形量級及空間分布情況。結(jié)合地質(zhì)資料和開挖施工進度,以主廠房為例,從位移量、深度規(guī)律、位移速率等方面分析地質(zhì)因素和施工因素對位移的影響,及二者的相互影響效果。研究結(jié)果表明:主廠房變形較大部位集中在巖錨梁部位和下游邊墻;上游斷層影響效應不明顯,下游有無斷層部位位移量差異較大,臨近部位交叉施工對下游圍巖位移影響較大,施工因素強化了地質(zhì)因素的影響力度;變形是多種因素共同作用的結(jié)果,而地質(zhì)因素和開挖施工是變形產(chǎn)生、發(fā)展的主要影響因素;地質(zhì)條件差的部位變形較大的規(guī)律并不完全正確,施工不當?shù)臅哟蠼Y(jié)構(gòu)面的影響效果,使圍巖位移加劇,即使在無結(jié)構(gòu)面的情況下,也會造成圍巖大變形;一般斷層通過的部位變形表現(xiàn)為\"張開\"位移,變形在穿過結(jié)構(gòu)面部位差異明顯。斷層對變形的規(guī)律也是復雜多樣,與其強度和所處位置有很大關(guān)系,有待進一步的研究。爆破是開挖施工的主要手段,其技術(shù)研究有很高的學術(shù)價值和經(jīng)濟意義。

傳統(tǒng)灰色gm(1,1)模型,多適用于等間距序列監(jiān)測數(shù)據(jù)的模擬預測;對非等間距則往往產(chǎn)生較大的滯后誤差.提出了一種經(jīng)改進的gm(1,1)模型,經(jīng)實例分析,該模型適用于隧道圍巖位移非等間距監(jiān)測數(shù)據(jù)序列的位移預測,且都能獲得很高的模擬和預測精度.

以云南麗香高速公路某隧道為背景,采用位移反分析法對該隧道圍巖參數(shù)進行了彈塑性反分析,并利用反分析得到的圍巖參數(shù)進行了有限元彈塑性正分析。通過與實際量測結(jié)果進行對比分析,綜合比較了不同位移反分析優(yōu)化方法計算結(jié)果的優(yōu)劣。研究結(jié)果表明:采用遺傳算法獲得的參數(shù)反演值進行彈塑性正分析,其結(jié)果與實測結(jié)果相差較少,平均相對誤差為7.33%,可為類似工程反分析的優(yōu)化方法選取提供參考。

針對海底隧道開挖后的復雜受力狀況,采用圍巖變形控制理論作為隧道施工工藝的安全控制標準。在廈門翔安海底隧道的a1標段主隧道f4風化深槽施工現(xiàn)場,埋設應力盒與多點位移計,對隧道開挖后圍巖應力與位移進行測試,分析圍巖應力與位移規(guī)律的非線性關(guān)系,在此基礎上對圍巖穩(wěn)定狀況做出初步評價,認為工程所采用的先注漿、后爆破開挖的施工工藝切實可行。

為了研究不同支護結(jié)構(gòu)參數(shù)和不同開挖方法對圍巖位移的影響,以百勺洋隧道為研究對象,通過現(xiàn)場實測、回歸分析和數(shù)值模擬的技術(shù)手段,以大型非線性有限元軟件adina為研究工具,建立有限元模型。通過改變錨桿支護相關(guān)參數(shù)和開挖方法,進行大量模擬運算。運算結(jié)果表明,隨著錨桿長度的增加,地表點下沉量不斷減小,隧道的底鼓幅度也逐漸減小,邊墻的收斂量也逐漸減小;隨著錨桿間距的增加,頂端最大下沉點的豎直方向沉降值增大,邊墻收斂值也增大;開挖方法不同時,隨著開挖步數(shù)的減少,地表下沉值增加,隧道底鼓現(xiàn)象也越明顯開挖步數(shù)越多,洞周收斂值越小。

目前,我國煤礦已經(jīng)進入深部開采階段,巷道圍巖變形破壞嚴重給巷道施工和生產(chǎn)勞動構(gòu)成威脅。在復雜高地應力條件下,確保圍巖穩(wěn)定是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要前提。因此,研究圍巖變形規(guī)律具有重要意義。周邊位移測量是一種簡單有效的研究圍巖變形規(guī)律的方法,可以獲得最直觀的巷道圍巖應力變化狀態(tài),為判斷巷道穩(wěn)定性提供可靠的依據(jù),從而指導現(xiàn)場設計和施工。

以常吉高速公路蓖麻溪隧道作為工程實例,針對山嶺公路隧道圍巖—支護系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了分析。根據(jù)蓖麻溪隧道現(xiàn)場量測獲得的位移—時間曲線,利用由總位移量、位移速9率表示的判別準則來判斷隧道圍巖的穩(wěn)定性。

本文對隧道圍巖的一般性失穩(wěn)原因進行的歸納和總結(jié),并提出及時的采取支護手段,完全能保證隧道在開挖時圍巖的穩(wěn)定性的觀點.

本文結(jié)合軟弱圍巖隧道施工實際,利用數(shù)值分析軟件flac3d和數(shù)學分析軟件matlab進行圍巖參數(shù)反演計算,確定出隧道圍巖力學參數(shù)；基于反演計算得到的圍巖參數(shù)建立數(shù)值仿真模型,可預測隧道圍巖的變形和受力。

對于v級圍巖大跨偏壓小凈距隧道,傳統(tǒng)的施工工法雙側(cè)壁導坑法有時并不能滿足施工要求,本文以浙江路灣隧道工程為依托,以導坑分步開挖法的新工法為背景,利用ansys、flac有限元軟件分析偏壓程度對新工法圍巖變形的影響情況,繼而給施工一定的指導作用。

太行山隧道是以特殊性巖體ⅴ級角礫狀泥灰?guī)r(膏溶角礫巖)為主的客運專線隧道,通過對這一特殊巖體隧道的監(jiān)控量測,掌握了隧道在開挖中的變形及周邊位移發(fā)展機理和圍巖壓力的變化規(guī)律,優(yōu)化施工和支護參數(shù),并可用以指導類似工程的設計和施工。