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)控量測技術(shù)——結(jié)合鄭西鐵路客運專線高橋大斷面黃土隧道的監(jiān)控量測工作，詳細介紹了無尺量測技術(shù)的觀測系統(tǒng)、觀測方法、觀測要點和觀測精度，以及量測數(shù)據(jù)的計算、應(yīng)用和回歸分析方法，為類似軟弱隧道的監(jiān)控量測工作提供參考和借鑒。

采用大型數(shù)學(xué)軟件matlab對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進行回歸分析等數(shù)學(xué)處理,找出監(jiān)控量測數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性并模式化為量測曲線和數(shù)學(xué)方程,使經(jīng)過數(shù)學(xué)處理后的數(shù)據(jù)能有效反映圍巖發(fā)展趨勢及最終位移量。根據(jù)得到的巖性參數(shù)進行水平劃分,得到各水平參數(shù)并進行正交組合進而得到試驗方案。通過采用數(shù)值模擬軟件midas/gts模擬各試驗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。然后通過matlab編制的巖性參數(shù)反演程序進行反分析,得出該段巖體的等效巖性參數(shù)。最后利用midas/gts正演計算,得到隧道在開挖支護后圍巖的應(yīng)力-應(yīng)變分布和最終位移值,以此來評價圍巖穩(wěn)定性。

隧道圍巖穩(wěn)定性分析及其控制

通過曼歇2號隧道中導(dǎo)洞開挖中的地質(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)測兩側(cè)正洞的地質(zhì)情況,對連拱隧道上、下行線正洞的施工予以指導(dǎo)和控制,進而達到短期預(yù)報的目的。

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

結(jié)合熊渡隧道的工程實踐,通過拱頂沉降、錨桿應(yīng)力的現(xiàn)場監(jiān)控量測和數(shù)值計算工作,研究了復(fù)雜地質(zhì)條件下巖溶隧道全斷面爆破開挖時圍巖的穩(wěn)定性,研究結(jié)果表明,熊渡隧道ⅴ級圍巖段的破碎帶采用現(xiàn)有的施工工藝和支護參數(shù)是可行的,圍巖變形可控,支護結(jié)構(gòu)的支護效果顯著,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。

隧道是修建在底層中的工程結(jié)構(gòu),在挖開地層并把隧道襯砌修建在地層內(nèi)的過程中和以后,地層始終對隧道襯砌結(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,著重對公路隧道圍巖穩(wěn)定性進行了分析。

以蘭渝鐵路淺埋大斷面黃土隧道為例,在對比經(jīng)典圍巖壓力計算理論的基礎(chǔ)上,采用flac3d建立三維數(shù)值計算模型,從施工方法、隧道埋深及圍巖級別的角度,對比分析對大斷面黃土隧道仰拱圍巖壓力的影響,并通過現(xiàn)場跟蹤實測進行驗證,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號線3標段淺埋扁平超大斷面隧道采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖。對施工過程進行了數(shù)值模擬,并結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果對各施工階段圍巖的穩(wěn)定性進行分析。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；拆除中隔墻時拱頂沉降幅度大,拱腳水平收斂對開挖過程較敏感；開挖完成時隧道仰拱隆起,應(yīng)當及時封閉成環(huán)。

以蘭渝鐵路淺埋大斷面黃土隧道為例,在對比經(jīng)典圍巖壓力計算理論的基礎(chǔ)上,采用flac3d建立三維數(shù)值計算模型,從施工方法、隧道埋深及圍巖級別的角度,對比分析對大斷面黃土隧道仰拱圍巖壓力的影響,并通過現(xiàn)場跟蹤實測進行驗證,總結(jié)出大斷面黃土隧道仰拱處圍巖壓力的規(guī)律。

墩梁隧道是省級高速榆商線的重要組成部分，也是全線的重點和難點工程，確定為控制性工程，是我國目前開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挖工程中保證掌子面及圍巖穩(wěn)定措施。

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代施工技術(shù)的進步,隧道工程建設(shè)對地質(zhì)條件的選擇性越來越不明顯,即使在復(fù)雜的地質(zhì)條件下,如穿過煤層等,也可進行針對性的建設(shè)和施工.但是針對有煤層的地質(zhì),在施工過程中應(yīng)關(guān)注高瓦斯壓力問題,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)險的相關(guān)問題.

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)測結(jié)論對于判斷圍巖穩(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，對其監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了分析，判定圍巖的穩(wěn)定性，并根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，對圍巖體內(nèi)位移監(jiān)測提出幾點體會。

針對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程中不可避免的，因淺埋隧道開挖造成的圍巖應(yīng)力比深埋隧道復(fù)雜。本文將對淺埋隧道穩(wěn)定性與圍巖壓力關(guān)系進行分析，并在此基礎(chǔ)上就如何進行施工建設(shè)，談一下自己的觀點和認識，僅供參考。

地下洞室圍巖穩(wěn)定性分析——一、無壓洞室圍巖重分布應(yīng)力計算　　如果洞室半徑相對洞長很小，按平面應(yīng)變問題考慮，概化為受均布壓力的薄板中心小圓孔周邊應(yīng)力分布…………　　2塑性圍巖重分布應(yīng)力　　地下開挖后，洞壁的應(yīng)力集中最大,當它超過圍巖屈服極限...

瑞金至贛州高速公路52%路段經(jīng)過不良地質(zhì)地區(qū),施工難度大。鐘公隧道左線全長4180m,右線全長4185m,穿越一段煤系地層。施工過程中出現(xiàn)了圍巖變形,拱頂沉降嚴重現(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強度不夠等。針對煤系地層隧道圍巖變形,指出了盡快封閉工作面、加強臨時支護的剛度、對開挖段進行預(yù)先加固、及時強行支護、搞好排水措施等應(yīng)對方法。左洞施工經(jīng)驗證明所述措施有效控制了圍巖變形,保證了施工順利進行。

以納溪高速公路敘嶺關(guān)隧道為背景,以方形溶洞為例,運用三維有限元方法分析隧道側(cè)部溶洞對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明:隨著隧道的不斷推進,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;側(cè)部溶洞對圍巖的影響范圍大約是2倍隧道洞徑,對1倍隧道洞徑內(nèi)的圍巖及側(cè)部溶洞應(yīng)及時處理。隧道圍巖位移、應(yīng)力的變化規(guī)律可為巖溶處理、支護時機提供依據(jù)。

公路隧道圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀與展望

在分析和修正已有結(jié)構(gòu)性參數(shù)的基礎(chǔ)上,首次提出了將結(jié)構(gòu)性參數(shù)直接應(yīng)用于工程實踐的思路。研究了黃土隧道開挖后圍巖結(jié)構(gòu)性的變化規(guī)律。研究得出:圍巖的結(jié)構(gòu)性參數(shù)與徑深和洞徑密切相關(guān);隨著徑深的增大,拱頂方向上圍巖的結(jié)構(gòu)性參數(shù)均呈現(xiàn)出先減小后增大的規(guī)律,存在一個最小值。與開挖前原狀土的結(jié)構(gòu)性參數(shù)相比,圍巖的結(jié)構(gòu)性損失在距拱頂約1.7～2.5m時達到最大。隨著洞徑的增大,開挖對圍巖黃土的擾動增強,拱頂方向上圍巖的結(jié)構(gòu)性減弱,結(jié)構(gòu)性參數(shù)的最小值變化不大,但最小值發(fā)生的位置逐漸遠離拱頂。最后,提出了以圍巖結(jié)構(gòu)性損失最大為依據(jù)判斷圍巖松動圈的新方法。分析表明,黃土隧道圍巖的松動圈在1.7～2.5m變化。

為保證雪山梁隧道隧道開挖過程中的施工安全,文中詳細介紹了圍巖變形監(jiān)測方案與斷面布設(shè)方法,并借助bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超強非線性擬合能力,對斷面k11+603的拱頂沉降位移和周邊收斂位移實測值進行了回歸分析。分析結(jié)果表明:bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型能較好的擬合拱頂沉降位移和周邊收斂位移實測值,可以作為圍巖穩(wěn)定性判定的依據(jù)。