水平加速度下围岩抗力系数敏感性分析

围岩抗力系数作为隧道设计中的重要参数,一直作为工程界的热点研究问题;但对于高烈度地区和地震活跃地区而言,常规方法测试获得的围岩抗力系数显然是过于理想的。借鉴了地震工程中拟静力分析的方法,将地震力抽象成一个水平加速度,建立了相应的计算模型。通过构建分析参量函数的方法,提取了内部支撑力的量、水平地震加速度、隧道埋深和半径之比、岩土体容重、岩土体黏聚力、岩土体内摩擦角的内部联系关系;将围岩抗力系数和地震加速度作为变量,埋深和半径之比等量为常量,在Bottero和Kummar的研究基础上进行了敏感性分析,获得了在不同条件下围岩抗力系数和地震加速度之间的函数关系。研究对高烈度地区的隧道围岩抗力系数的获取具有重要的帮助意义。     

隧道施工下地表沉降变形对围岩参数的敏感性分析

基于正交试验设计和敏感性分析原理,探讨了地表沉降对围岩参数的敏感性,及其影响性态。结果表明：探明了变形对弹性模量最敏感,其次是摩擦角和粘聚力,而对泊松比最不敏感;地表沉降随弹性模量、粘聚力、摩擦角的提高而减小,表明这些参数提高到一定的程度后,对减小地表最大沉降的作用越来越小;地表沉降随泊松比的提高而变化很小。从而,在软弱地层进行围岩的加固措施是经济合理的,而在条件很好的硬岩中再进行围岩加固则显得不经济。     

断层破碎带隧道围岩敏感性及沉降控制分析

为探明施工隧道穿越断层破碎带时何种断层形态对围岩稳定性影响最为显著,以绵九高速公路五里坡隧道不同断层形态为例,采用三因素四水平数值模拟正交试验对围岩敏感性分析。此外,为避免隧道开挖至断层破碎带时围岩发生较大变形及破坏,保证隧道施工过程安全,对断层的响应特性进行概括,需对断层段围岩注浆加固提高其稳定性。最后,对注浆加固圈厚度分别为：0m、1m、2m、3m的断层段隧道施工过程进行FLAC 3D三维模拟,采用位移控制率均值K对隧道断层及前后段整个区段的围岩控制效果进行定量评价。结果表明：1）断层倾向在各水平条件下变化时,拱顶沉降和边墙位移基本不发生改变,其余两因素对隧道拱顶沉降和边墙位移的影响程度分别为：断层厚度＞断层倾角、断层倾角＞断层厚度。2）注浆加固圈厚度由0m递增至3m时,隧道轴向位移和塑性区面积依次减少,但注浆加固效果也明显下降。3）通过围岩控制率k定量分析注浆加固对位移的控制效果,断层前后段的位移控制率均小于断层处。可见,在既能保证工程安全,又能减少注浆的使用,加固圈为2m时效果最好。     

求解平面图形内各点速度、加速度的简捷方法

研究刚体的平面平行运动,用复矢量方法推导了平面图形内各点的速度、加速度关系式,给出了求解平面图形内各点速度、加速度的简捷方法。这种方法不用作速度、加速度图,只需求出平面图形内点的速度函数式、加速度函数式,就可以求出平面图形内各点的速度、加速度,而且所求未知量的大小和方向直接有表达式一并给出,便于用计算机编程计算。需求点的数目越多,这种方法的优越性越显著。另一方面,本文用复矢量方法研究刚体的平面平行运动,也使得用复矢量方法研究运动学形成一个完整的体系。     

浅谈软弱围岩水平岩层隧道设计

软弱围岩水平岩层具有自身支护能力低、承载力差、易出现工程事故的特点,结合几年来对内蒙、山西等地砂泥岩地层的隧道设计及施工验证,吸取新的设计理念,总结了针对此类围岩的支护措施。     

加速度合成定理分析——速度求导法

研究点的合成运动时,得出了点的速度合成定理,加速度合成定理。论证这些定理的方法很多,这里仅由速度合成定理出发,借助布桑公式,利用速度求导法推导出加速度合成定理。     

软弱围岩隧道支护方法对比与效果分析

文章结合深埋隧道软弱围岩支护要求,具体阐述了常规喷锚支护与锚注联合这两种支护方式下的围岩水平位移、边墙水平位移、拱顶及隧底竖向位移、沉降等方面的对比,并提出适合大埋深、软弱破碎围岩隧道的支护技术,为同类工程提供参考.     

波面极大值处水质点水平加速度度的统计分布

基于Longuet-Higgins线性海浪模型,在二维情况下导出海流波面极大值处水质点水平加速度分布律,其分布遵从正态分布,在分布中引入新的谱宽度参量[(m2m4-m^23)/m2m4]61／2,以Neumann谱为模式计算波面极大值处质点加速度分布。     

非线性准则下隧道围岩响应的理论和数值分析

采用Hoek-Brown非线性准则描述岩土破坏特征更能反映岩体固有特点和非线性破坏特征,以及岩石强度、结构面组数、所处应力状态对岩体强度的影响。首先,通过理论分析,得到了围岩开挖后应力和变形情况;然后,利用数值计算软件,建立了Hoek-Brown准则下隧道的数值计算方法和计算模型,分析了隧道在开挖情况下的应力变形情况,得到围岩的径向应力、切向应力、剪应变分布、塑性区分布和位移情况,并将数值计算结果与理论计算结果进行对比,结果表明:①隧道开挖引起岩体的扰动,使其从平衡状态转为不平衡状态。随着时间的推移,不平衡力逐渐在岩体中消散均化,岩体的扰动逐渐减小,最终趋于平衡。②数值解均略大于理论解,但二者差别十分微小,从而验证了数值方法的正确性。     

水平地震力作用下浅埋偏压隧道松动围岩压力的研究

在考虑水平地震力影响的基础上,对浅埋偏压隧道围岩压力进行研究,求出破裂角及隧道围岩压力的解析解。研究结果表明:在埋深较浅一侧,水平地震力对破裂角的影响很小,破裂角随着水平地震力的增大而增大;在埋深较深一侧,水平地震力对破裂角的影响则很明显,埋深较深一侧的破裂角随着水平地震力的增大而减小,例如在Ⅵ级围岩条件下,破裂角的变化率高达38%;水平地震力对隧道拱顶围岩垂直压力的影响不大,隧道拱顶围岩垂直压力随着水平地震力的增大而减小。     

围岩变形的非线性统计分析

根据洞室围岩的变形特征，同时考虑了岩石材料的流变特性、开挖过程中的时空效应以及地下水影响，利用数理统计中的非线性模型，找出相关变量之间的表达式，建立了围岩变形的非线性回归模型，并将其用于工程实践，结果表明，该模型具有较高的可信度。     

锚注支护巷道围岩变形的粘弹性分析

锚注支护是一项维护围岩稳定的新技术.根据锚注支护机理,将注浆锚杆简化为作用于圈岩的一种体积力,并将注浆作用看作为对围岩力学性能的改善,从而建立了锚注支护计算的力学模型.依据围岩流变特性的试验结果,选择了一个合适的流变模型.最后应用粘弹性理论,分析了对具有流变特性围岩,锚注支护在维护其稳定性方面的作用.计算结果表明,锚注支护对维护流变性围岩稳定的效果显著.     

Sloboda模型在隧道围岩变形预测中的应用及其适用性分析

隧道围岩变形的监测和分析对于隧道工程的设计和施工都非常关键,鉴于Sloboda生长曲线与隧道围岩变形-时间曲线的相似性,将Sloboda模型引入到围岩变形预测中,通过围岩变形-时间曲线的拟合预测未来围岩变形发展趋势和围岩极限变形值。通过工程实例具体分析了Sloboda模型的适用性,结果表明：Sloboda模型可以较好的拟合隧道围岩变形-时间曲线;围岩变形-时间曲线的波动性以及尾部阶段发展趋势进对Sloboda模型预测效果存在影响;Sloboda模型预测效果要优于指数曲线模型和双曲线模型,具有更好的应用价值。     

聚类分析在煤矿井巷围岩岩体质量分类中的应用

以新疆伊犁地区科尔克煤矿为研究背景,针对该煤矿井巷围岩岩体质量分类问题,选取了天然单轴抗压强度、饱和单轴抗压强度、天然抗拉强度、饱和抗拉强度、天然抗剪强度、饱和抗剪强度、天然密度、含水率、软化系数和RQD值等10项指标进行分析,采用多元统计分析方法中的聚类分析方法对该煤矿38组围岩岩体样品进行分类分析,分类结果显示,分成4类效果最为理想,分类结果与实际情况完全相符,聚类分类结果理想;对各个类别样品的各个指标进行对比分析,分析结果显示所选取的10项指标均不同程度地影响了井巷围岩岩体质量分类结果,且其大小变化规律符合自然规律,指标选取合理,该分类方法可成为煤矿井巷围岩岩体质量分类的一种有效方法。     

明垭子软岩隧道围岩稳定性评价

以明垭子软岩隧道为工程依托,结合现场围岩岩性应用理论分析得出隧道围岩变形的理论极限位移,通过FLAC数值模拟软件建立相应的计算模型,分析了现场施工引起的隧道围岩变形值,根据位移评判依据来评判隧道的稳定性,通过现场监测分析明垭子隧道围岩的变形特点。研究结论对软岩隧道的安全施工有一定的参考价值。     

隧道地下风机房洞室群围岩稳定性三维有限元模拟

采用有限元软件MIDAS建立隧道地下风机房洞室群的三维计算模型,对隧道地下风机房洞室群的关键部位的稳定性和施工过程进行了分析,研究表明:各个支洞与隧道的交叉处以及各个支洞的顶部的围岩出现大范围的拉应力,拱顶的沉降值和拱底的隆起值比较大,建议在支洞与隧道交叉处应加强支护;通过对洞室群并列洞室施工过程的分析,得到隧道地下风机房洞室并列施工时相互影响很小。     

隧道与溶洞间复合围岩抗水压能力数值模拟研究

针对平行导洞扩挖施工导致隧道与溶洞间围岩安全厚度不足问题,将围岩与注浆结石体、衬砌结构与注浆结石体视为复合围岩,采用岩石真实破裂过程分析软件（Rock Failure Process Analysis, RFPA）软件对复合围岩破裂突水演化过程进行数值模拟,探讨了不同厚度和类型复合围岩的抗水压能力。结果表明：复合围岩破坏分为外层注浆结石体破坏和内层围岩破坏两个阶段;围岩、注浆结石体厚度越大,复合围岩抗水压能力越高;施作初期支护和二次衬砌将显著提升复合围岩抗水压能力,当二次衬砌厚度为1.2 m时,抗水压能力可提高至4.44 MPa,为新圆梁山隧道穿越2#溶洞施工合理选择临时二次衬砌参数提供依据。     

深埋隧道坚硬围岩变形特征三维数值分析

秦岭终南山公路隧道埋深大,地质环境复杂,2号竖井下洞群多次跨越既有公路与铁路隧道,结构尺寸多变,受力复杂;岩爆频发;滑坡、塌方和冒落等严重制约通风及建设效率.基于现场工程与地质特征分析,采用三维数值计算,对东线隧道和西线隧道交叉点的稳定性对比分析,为隧道及洞群优化设计提供科学的定量化依据.     

碎裂介质围岩变形及稳定分析

引入碎裂岩体组合的结构模式及其变形本构规律，建立了碎裂介质圆形峒室围岩稳定和变形性质的分析理论，同时，提出以面体形变比认识围岩岩体结构特征的新观念。模型实例分析表明：碎裂岩体结构控制着围岩变形及稳起性，而且结构面的作用远远超过岩体组成成分岩块的作用。