收斂約束原理的大斷面黃土隧道圍巖與初支穩(wěn)定性分析

大斷面黃土隧道圍巖變形監(jiān)控量測(cè)技術(shù)——結(jié)合鄭西鐵路客運(yùn)專(zhuān)線高橋大斷面黃土隧道的監(jiān)控量測(cè)工作，詳細(xì)介紹了無(wú)尺量測(cè)技術(shù)的觀測(cè)系統(tǒng)、觀測(cè)方法、觀測(cè)要點(diǎn)和觀測(cè)精度，以及量測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算、應(yīng)用和回歸分析方法，為類(lèi)似軟弱隧道的監(jiān)控量測(cè)工作提供參考和借鑒。

采用大型數(shù)學(xué)軟件matlab對(duì)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析等數(shù)學(xué)處理,找出監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性并模式化為量測(cè)曲線和數(shù)學(xué)方程,使經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)處理后的數(shù)據(jù)能有效反映圍巖發(fā)展趨勢(shì)及最終位移量。根據(jù)得到的巖性參數(shù)進(jìn)行水平劃分,得到各水平參數(shù)并進(jìn)行正交組合進(jìn)而得到試驗(yàn)方案。通過(guò)采用數(shù)值模擬軟件midas/gts模擬各試驗(yàn)方案下圍巖的最終位移量,由此得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)庫(kù)。然后通過(guò)matlab編制的巖性參數(shù)反演程序進(jìn)行反分析,得出該段巖體的等效巖性參數(shù)。最后利用midas/gts正演計(jì)算,得到隧道在開(kāi)挖支護(hù)后圍巖的應(yīng)力-應(yīng)變分布和最終位移值,以此來(lái)評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定性。

隧道圍巖穩(wěn)定性分析及其控制

通過(guò)曼歇2號(hào)隧道中導(dǎo)洞開(kāi)挖中的地質(zhì)素描和資料收集,依據(jù)掌子面和兩壁出露的地質(zhì)體的巖性、節(jié)理、巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型、地質(zhì)構(gòu)造特征等綜合特征,沿其走向、傾向和傾角的延伸推斷工作面短距離前方的地質(zhì)情況,應(yīng)用赤平投影分析法對(duì)正洞的圍巖穩(wěn)定性和邊坡的變形破壞做出定性和定量分析,從而預(yù)測(cè)兩側(cè)正洞的地質(zhì)情況,對(duì)連拱隧道上、下行線正洞的施工予以指導(dǎo)和控制,進(jìn)而達(dá)到短期預(yù)報(bào)的目的。

隧道圍巖穩(wěn)定性分析是該工程領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。本文主要針對(duì)圓形斷面隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行分析,建立了合適的地質(zhì)模型,分析了隧道開(kāi)挖過(guò)程中,隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用力的變化規(guī)律,為今后的相關(guān)研究提供了一個(gè)思路。

結(jié)合熊渡隧道的工程實(shí)踐,通過(guò)拱頂沉降、錨桿應(yīng)力的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)和數(shù)值計(jì)算工作,研究了復(fù)雜地質(zhì)條件下巖溶隧道全斷面爆破開(kāi)挖時(shí)圍巖的穩(wěn)定性,研究結(jié)果表明,熊渡隧道ⅴ級(jí)圍巖段的破碎帶采用現(xiàn)有的施工工藝和支護(hù)參數(shù)是可行的,圍巖變形可控,支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)效果顯著,圍巖基本穩(wěn)定。

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,人們對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性研究的方法呈現(xiàn)出各種各樣。文章通過(guò)資料的查閱,總結(jié)了隧道圍巖穩(wěn)定性研究的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀,在前人研究的基礎(chǔ)上分析了其以后的發(fā)展趨勢(shì)。

隧道是修建在底層中的工程結(jié)構(gòu),在挖開(kāi)地層并把隧道襯砌修建在地層內(nèi)的過(guò)程中和以后,地層始終對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用,本文在提出圍巖穩(wěn)定性基本判據(jù)的基礎(chǔ)上,著重對(duì)公路隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。

以蘭渝鐵路淺埋大斷面黃土隧道為例,在對(duì)比經(jīng)典圍巖壓力計(jì)算理論的基礎(chǔ)上,采用flac3d建立三維數(shù)值計(jì)算模型,從施工方法、隧道埋深及圍巖級(jí)別的角度,對(duì)比分析對(duì)大斷面黃土隧道仰拱圍巖壓力的影響,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤實(shí)測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證,總結(jié)出大斷面黃土隧道仰拱處圍巖壓力的規(guī)律。

重慶軌道交通5號(hào)線3標(biāo)段淺埋扁平超大斷面隧道采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開(kāi)挖。對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)各施工階段圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。結(jié)果表明:扁平超大斷面隧道拱頂受力面積大,受力部位下移,拱腳應(yīng)力集中；拆除中隔墻時(shí)拱頂沉降幅度大,拱腳水平收斂對(duì)開(kāi)挖過(guò)程較敏感；開(kāi)挖完成時(shí)隧道仰拱隆起,應(yīng)當(dāng)及時(shí)封閉成環(huán)。

以蘭渝鐵路淺埋大斷面黃土隧道為例,在對(duì)比經(jīng)典圍巖壓力計(jì)算理論的基礎(chǔ)上,采用flac3d建立三維數(shù)值計(jì)算模型,從施工方法、隧道埋深及圍巖級(jí)別的角度,對(duì)比分析對(duì)大斷面黃土隧道仰拱圍巖壓力的影響,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤實(shí)測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證,總結(jié)出大斷面黃土隧道仰拱處圍巖壓力的規(guī)律。

墩梁隧道是省級(jí)高速榆商線的重要組成部分，也是全線的重點(diǎn)和難點(diǎn)工程，確定為控制性工程，是我國(guó)目前開(kāi)挖斷面最大的純黃土公路隧道。本文主要根據(jù)陜北境內(nèi)黃土地質(zhì)情況，從施工角度系統(tǒng)介紹了大斷面純黃土隧道在開(kāi)挖工程中保證掌子面及圍巖穩(wěn)定措施。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代施工技術(shù)的進(jìn)步,隧道工程建設(shè)對(duì)地質(zhì)條件的選擇性越來(lái)越不明顯,即使在復(fù)雜的地質(zhì)條件下,如穿過(guò)煤層等,也可進(jìn)行針對(duì)性的建設(shè)和施工.但是針對(duì)有煤層的地質(zhì),在施工過(guò)程中應(yīng)關(guān)注高瓦斯壓力問(wèn)題,若做不好相關(guān)施工工作易引發(fā)瓦斯突出災(zāi)害,從而威脅到施工人員的安全和工程建設(shè)的質(zhì)量.因此分析鐵路大斷面高瓦斯隧道圍巖穩(wěn)定性和突出風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)問(wèn)題.

黃蒙隧道圍巖體內(nèi)位移穩(wěn)定性分析——隧道圍巖體內(nèi)位移監(jiān)測(cè)結(jié)論對(duì)于判斷圍巖穩(wěn)定性和保證施工安全與工程質(zhì)量起著重要的作用，以黃蒙隧道為依托，對(duì)其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，判定圍巖的穩(wěn)定性，并根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)圍巖體內(nèi)位移監(jiān)測(cè)提出幾點(diǎn)體會(huì)。

針對(duì)2種不同施工順序?qū)Φ叵露词覈鷰r穩(wěn)定性的影響,其一是先開(kāi)挖地下隧道,后修建地面建筑,分析了隧道洞頂?shù)某两滴灰?、洞室圍巖的變形、塑性區(qū)、拉壓破壞區(qū)等;其二是先修建地面建筑地面建筑先完成,后開(kāi)挖地下隧道,分析了地下隧道的受力、變形、破壞區(qū)以塑性區(qū)等。通過(guò)分析得出了前一種施工順序更為有利的結(jié)論。

淺埋隧道圍巖工程是非常重要的交通構(gòu)筑形式，多見(jiàn)于在丘陵、山區(qū)等斜坡地段，而且是鐵路建設(shè)、市政地下空間有效利用過(guò)程中不可避免的，因淺埋隧道開(kāi)挖造成的圍巖應(yīng)力比深埋隧道復(fù)雜。本文將對(duì)淺埋隧道穩(wěn)定性與圍巖壓力關(guān)系進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上就如何進(jìn)行施工建設(shè)，談一下自己的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)，僅供參考。

地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析——一、無(wú)壓洞室圍巖重分布應(yīng)力計(jì)算　　如果洞室半徑相對(duì)洞長(zhǎng)很小，按平面應(yīng)變問(wèn)題考慮，概化為受均布?jí)毫Φ谋“逯行男A孔周邊應(yīng)力分布…………　　2塑性圍巖重分布應(yīng)力　　地下開(kāi)挖后，洞壁的應(yīng)力集中最大,當(dāng)它超過(guò)圍巖屈服極限...

瑞金至贛州高速公路52%路段經(jīng)過(guò)不良地質(zhì)地區(qū),施工難度大。鐘公隧道左線全長(zhǎng)4180m,右線全長(zhǎng)4185m,穿越一段煤系地層。施工過(guò)程中出現(xiàn)了圍巖變形,拱頂沉降嚴(yán)重現(xiàn)象。分析了引起穿越煤系地層隧道圍巖變形的主要原因有地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水的作用和初期支護(hù)強(qiáng)度不夠等。針對(duì)煤系地層隧道圍巖變形,指出了盡快封閉工作面、加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù)的剛度、對(duì)開(kāi)挖段進(jìn)行預(yù)先加固、及時(shí)強(qiáng)行支護(hù)、搞好排水措施等應(yīng)對(duì)方法。左洞施工經(jīng)驗(yàn)證明所述措施有效控制了圍巖變形,保證了施工順利進(jìn)行。

以納溪高速公路敘嶺關(guān)隧道為背景,以方形溶洞為例,運(yùn)用三維有限元方法分析隧道側(cè)部溶洞對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明:隨著隧道的不斷推進(jìn),右拱腳附近豎向位移和最大主應(yīng)力有較明顯的增加;拱頂、拱底圍巖變形有朝溶洞方向位移的趨勢(shì);側(cè)部溶洞對(duì)圍巖的影響范圍大約是2倍隧道洞徑,對(duì)1倍隧道洞徑內(nèi)的圍巖及側(cè)部溶洞應(yīng)及時(shí)處理。隧道圍巖位移、應(yīng)力的變化規(guī)律可為巖溶處理、支護(hù)時(shí)機(jī)提供依據(jù)。

公路隧道圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀與展望

在尚家灣隧道施工期間,曾預(yù)報(bào)并揭露大型溶洞,溶洞的存在給隧道施工帶來(lái)極大的安全隱患。以尚家灣隧道為背景,開(kāi)展數(shù)值試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)比隧道前方有、無(wú)溶洞條件下開(kāi)挖工況,從位移、應(yīng)力、塑性區(qū)3個(gè)方面分析了隧道前方大型溶洞對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性的影響。研究表明:對(duì)于本工程而言,溶洞對(duì)隧道底部和左側(cè)拱腰的影響要大于對(duì)隧道頂部及右側(cè)拱腰的影響;隧道前方存在大型溶洞條件下塑性區(qū)體積隨開(kāi)挖位置呈指數(shù)增長(zhǎng)。隧道前方無(wú)溶洞條件下,塑性區(qū)體積隨開(kāi)挖位置呈線性增長(zhǎng),即溶洞的存在大大加速了隧道開(kāi)挖塑性破壞區(qū)的增長(zhǎng)。該研究對(duì)巖溶地區(qū)隧道安全施工具有一定的指導(dǎo)意義。

隧道圍巖穩(wěn)定性的模糊評(píng)價(jià)研究——隧道工程是受各種復(fù)雜因素影響的地下結(jié)構(gòu)工程，雖然通過(guò)監(jiān)測(cè)工作得到的隧道凈空位移變形可以一定意義上有效反映隧道是否穩(wěn)定，但是卻無(wú)法對(duì)隧道的整體穩(wěn)定性情況做出合理的判斷．為了更好地解決這一問(wèn)題，利用模糊數(shù)學(xué)的原理對(duì)...