隧道围岩与支护结构间的相互作用

结合某高速公路隧道施工,利用黏弹性理论,对隧道-初期支护与二次衬砌之间的相互作用进行了研究,并对载荷释放与围岩-支护结构受力进行了计算分析.首先,利用线性黏弹性理论,导出了圆形隧道施工中隧道-初期支护和二次衬砌中应力和位移解析表达式.然后,利用变形协调条件,导出了隧道-初期支护和二次衬砌间相互作用力和释放荷载分担系数.结果表明,若将流体模型模拟围岩,二次衬砌要承担所有围岩压力,若用固体模型模拟围岩,二次衬砌只要承担部分围岩压力.最后,将围岩视为Poyting-Thomson三参数固体,二次衬砌视为弹性体,对载荷释放与围岩-支护结构的变形与受力进行了计算分析,给出了不同荷载分担比下二次衬砌的变形与受力,为隧道施工与设计提供参考.     

黄土公路隧道预支护施工技术研究

针对目前黄土公路隧道设计与施工的现状以及存在的问题,结合在建古浪隧道实体工程,分析了小导管注浆超前支护施工技术的要点,利用ANSYS程序建立三维实体模型分析预支护技术对开挖围岩的稳定性影响及围岩和支护结构在施工过程中的受力变化情况.结果表明,超前支护可以提高围岩自稳自承的能力,减小围岩的收敛变形.     

隐伏溶土洞对地铁盾构隧道影响的技术研究

溶土洞的存在改变了隧道施工围岩支护系统的受力变形特征,不同空间分布的溶洞对隧道施工的力学行为影响不同。根据地质勘查资料可知,溶土洞位于基层的炭质石灰岩中,主要位于隧道底部,部分位于隧道之间。而本工程溶洞基本上与隧道底部相距较远,土洞与隧道底部相距较近。为此,本文就溶土洞的大小和距离隧道底部距离变化对盾构隧道受力、变形及围岩受力、变形特征的影响进行分析。     

浅埋偏压隧道变形特征及施工方案优化

为研究隧道洞口浅埋偏压段的变形特征,采取现场隧道变形监测和围岩室内三轴率敏性试验相结合,建立隧道围岩的弹黏塑性本构模型.通过有限元软件ABAQUS的UMAT子程序开展了隧道变形三维弹黏塑性数值分析,探讨了隧道在三种开挖工法下的拱顶沉降、水平收敛位移、围岩最小主应力及围岩塑性区分布规律,以此确立合理有效的施工工法.研究结果表明:预留核心土法、三台阶法以及上下台阶法这三种施工工法引起的地表沉降,其深埋侧分别是浅埋侧的2.01,1.48,1.83倍,边墙两侧最小主应力则分别相差0.11,0.29,0.05 MPa,表明偏压隧道的应力场和位移场在开挖支护过程中呈现出不对称分布的特点;选出适宜的施工工法为上下台阶法,采用此工法可以使拱顶沉降及地表沉降减少11.7%~22.1%,而且在施工过程中支护结构受力最为合理,有利于偏压隧道的长期稳定.     

地表面交通荷载对浅埋隧道施工影响的研究

结合某实际工程,通过三维动力分析,研究隧道施工中拱顶与地表面的竖向位移和力学特性、支护结构的受力和安全可靠性,为交通荷载作用下浅埋隧道施工中的力学性状问题的进一步研究提供一定的理论依据和参考作用。     

泉太隧道围岩破碎带施工方法可行性研究

以泉太隧道为依托工程,通过Midas/GTS数值模拟软件对围岩破碎带处采用台阶法和CD法2种开挖方法进行三维数值模拟,并与现场监测数据进行了对比分析。研究结果表明:在采用台阶法或CD法开挖时,均表现为在隧道拱脚、拱腰部位围岩应力集中、水平位移最大,拱顶和仰拱处竖直位移最大。相比于台阶法,CD法开挖条件下围岩应力、衬砌受力、围岩变形更小,但2种开挖方法均能满足隧道受力及变形要求。综合考虑施工难度、施工成本、施工工期等因素,可优先采用台阶法进行开挖,若实际开挖过程中发现隧道变形过大时,应及时换用CD法开挖。现场监测的水平收敛位移和拱顶沉降变化规律与数值模拟结果趋势相同,但变形稍大于模拟值,在施工过程中应加强监测。     

铁路隧道在高地应力作用下的有限元分析

针对设计为两座单线的隧道,其围岩主要为V级围岩,地下水类型以基岩裂隙水为主.通过采用弹塑性理论及ANSYS有限元分析方法,对实际工程铁路隧道开挖及初期支护过程进行三台阶开挖下的三维仿真模拟分析,并对软岩隧道的初期支护施工的优化提供了改进方案.对比模拟数据与各断面实际量测数据,均在15天左右趋于稳定,结果证明该模型的建立是可行的.所得结果对隧道初期支护施工有一定的参考.     

特征曲线法在大瑶山隧道设计中的应用

利用大型有限元分析软件ANSYS对大瑶山隧道Ⅴ级围岩深埋段进行数值模拟计算,分别提取围岩径向位移和对应的围岩压力,并将两者之间的关系进行拟合,得到围岩特征曲线。在此基础上,分别以围岩洞周位移释放率达到65%、70%和75%时的围岩压力作为设计支护压力,结合支护材料的刚度计算公式及支护组合方式确定初期支护结构的组合刚度,进而确定出相应的支护特征曲线。最后采用荷载结构法对支护设计进行安全性验算,验算结果满足安全性要求。论文中采用特征曲线方法确定围岩压力的方法,对特征曲线法在非圆形断面隧道设计中的应用具有参考价值。     

采空区长期变形对桑掌隧道影响的数值模拟研究

【目的】桑掌隧道穿越阳泉二矿采空区上覆岩层，由于采空区长期变形的影响，隧道的安全运营受到威胁。为确保隧道的安全性，必须准确预测采空区长期变形对隧道的影响。【方法】采用数值模拟方法建立桑掌隧道及围岩的小尺度模型，通过施加位移场的方式，模拟采空区对该隧道及围岩的长期变形影响。【结果】结果表明，在采空区长期变形的作用下，围岩塑性区逐渐增大，隧道围岩的破坏主要集中在隧道两端洞口处，隧道洞口处的围岩处于欠稳定状态；隧道在采空区长期变形的影响下，围岩位移逐年增加，但整体增长速率逐年减少，位移最大值为257.79 mm。【结论】为确保桑掌隧道安全运营，应密切关注采空区长期变形对围岩和衬砌的影响，并采取措施确保隧道稳定，计算结果可为桑掌隧道施工和变形处置提供技术参考。     

二次支护技术在高地应力软岩巷道中的应用

随着矿井开采深度不断加深,巷道所受的地应力越来越大,采用传统的支护方式已不能较好地控制围岩的破坏变形。本文通过对东回风石门表面位移的监测曲线分析一次支护后巷道围岩破坏变形机理,得出巷道变形量大的主要原因是围岩所受地应力较大、支护深度较浅和支护结构强度较低。为此,在一次支护的基础上设计注浆锚杆和注浆锚索束相结合的二次支护技术,取得了较好的支护效果。     

基于FLAC3D原理模拟斜井支护效果研究

【目的】斜井介于平港和竖井之间,结构受力具有一定的复杂性,因此研究斜井硐室开挖和支护的有效性和可行性尤为重要,有必要对斜井支护效果展开研究。【方法】采用FLAC^3D对斜井围岩变形及支护技术方案的应力场、位移场和塑性区的分布变化情况进行数值模拟分析。【结果】在斜井开挖过程中,未支护工况下城门型斜井拱腰、拱顶、拱脚及底板等三处是开挖围岩最不稳定区域。支护后的围岩应力场、位移场和塑性区的分布减少了较多,其中,拱顶下沉位移量从57 mm降至5.3 mm;拱腰处水平位移量从26.7 mm降至15.7 mm;底板水平位移量从11.3 mm降至7.14 mm。【结论】在支护工况下的围岩应力场、位移场和塑性区的分布得到了较好改善,对斜井围岩的位移变形、塑性区范围起到了显著的控制作用。     

九龙峡公路隧道施工塌方分析

本文介绍了九龙峡隧道的塌方段工程地质环境情况、设计支护、岩石物理力学性质和塌方具体情况,分析主要为岩石强度低和节理裂隙发育原因和施工原因,并总结了施工处理应对措施。为今后类似工程提高参考。     

锚喷支护对隧道围岩的稳定性分析

基于隧道围岩和支护相互作用的粘弹性理论解,探讨了锚喷支护隧道围岩的稳定性,并结合殷家岩隧道进行了详细的分析,取得的结果对其它类似工程的设计和施工有一定的参考意义.     

隧道不同开挖进尺对围岩变形和应力变化的影响研究

本文采用数值模拟的方法,研究了隧道不同开挖进尺对围岩变形和应力变化的影响规律。结果发现,随着开挖进尺的增大,隧道的竖向位移和水平位移都不断变大,最大位移速率上升,围岩的位移变形量和位移速率越大,诱发围岩失稳的可能性越大。围岩应力随着隧道开挖进尺的增大而上升,隧道断面的最大剪应力越大,隧道发生破坏的可能性越大。     

岩溶地区隧道施工时空效应的数值分析

结合贵州双龙航空港经济区外环北路2号隧道开挖的工程实例,利用图表研究工具和理论分析的研究思想对岩溶地区隧道开挖对地层造成的影响进行了数值分析研究。运用图表对数法对地表位移积累平均值、洞内变形积累平均值和拱顶变形积累平均值变化的规律进行预测。研究得到岩溶地区隧道开挖引起地层沉降随时间缓慢增长的时长是非岩溶地区的1倍左右。结合施工量测数据,采取极限速率法,对地表位移变形积累平均值和洞内变形位移积累平均值变化的规律进行预测,30 d内地表变形位移积累平均值预测值为6.818 mm,洞内变形位移积累平均值为4.712 mm。研究结果对指导岩溶地区隧道施工,监测并控制隧道周边地表沉降及隧道整体变形有实际参考价值。     

渝昆高铁华山松隧道穿越凝灰岩段施工工法分析

【目的】凝灰岩地层容易遇水软化,自稳能力差,隧道穿越时极易发生溜塌、大变形等灾害,这就需要研究在破碎凝灰岩段隧道采用两台阶与三台阶工法下,围岩、支护结构受力及变形规律,为施工提供理论指导。【方法】以在建渝昆高铁华山松隧道为背景,通过数值模拟手段进行计算分析。【结果】研究结果表明：采用三台阶开挖时,变形情况较两台阶有一定程度的改善,其中整体最大沉降量降低14%,特征断面沉降量降低9%;在支护结构受力方面,三台阶法要比两台阶法稍有优势。隧道开挖后,为避免隧道两侧边墙部位出现压应力集中,施工中应注意观察边墙初支是否有开裂、鼓包等现象,必要时施作临时横撑,以保证施工安全。【结论】研究成果可为今后类似工程提供参考。     

深部巷道锚杆与衬砌支护的数值模拟研究

采用大型有限元数值模拟软件ANSYS,对深部巷道锚杆与混凝土衬砌支护前后围岩变形规律进行了数值模拟,对不同支护后围岩位移及塑性区的变化情况进行了系统分析.结果表明,混凝土衬砌支护显著提高了围岩的强度和承载能力,可有效地控制深部巷道的损伤变形.     

新奥法在宝天曼隧道施工中的应用

新奥法在隧道施工中,它以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础,将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法,结合宝天曼隧道工程实际,对新奥法技术特点、施工原理及工艺进行阐述,为同类隧道工程提供交流参考的经验。     

家竹箐隧道弹粘塑性有限元分析

采用弹粘塑性有限元分析方法模拟了家竹箐隧道施工全过程,确定了各施工阶段沿壁位移,围岩塑性区范围,支护和补砌的应力和内力,从而评估了既有隧道的结构安全度和达到稳定状态所需要的时间。     

煤窑山隧道不良地质灾害分析

通过分析煤窑山隧道塌方和初期支护变形不良地质灾害成因,提出在调查地质条件的基础上,通过径向导管注浆、反压回填土、新奥法加固、隧道监测等有效方法避免隧道地质灾害,对今后不良地质施工提供了参考依据.