枫槎岭偏压隧道施工过程中围岩力学行为分析

浅埋岩质公路隧道爆破开挖时,由于工程地质条件复杂,环境影响因素较多,施工安全是大家十分关注的重要问题。对密云火郎峪浅埋岩质公路隧道开挖施工过程进行了应力应变有限元计算分析和监控量测,结果对比分析可知,隧道开挖后拱顶存在明显的拱效应,拱脚处围岩压力集中,拱脚的安全直接影响到整个隧道的安全和施工;围岩压力、洞顶沉降和收敛监控量测表明,初衬支护后7d为构筑二次衬砌最理想的时机。正确的监测和计算分析可以预测和预知隧道在施工过程中可能发生的变形和结构所受的应力大小,指导设计和施工,提高隧道施工安全性。

文章以济邵高速公路乔庄隧道为例,应用有限元程序对软弱围岩段隧道实体建模,采用二维弹塑性地层-结构模型模拟隧道施工全过程,得到了初期支护和二次衬砌等支护构件的受力和围岩位移收敛状况;同时,通过比较表明,拱顶下沉和拱腰水平收敛以及支护受力现场实测值与理论计算数据两者变化规律基本吻合。由此说明,采用现场动态监控量测与有限元仿真模拟相结合的方法可为隧道衬砌设计和安全施工提供可靠的科学依据和技术指导。

采用三维数值模拟和现场监测的手段,对风积沙地层大跨公路隧道超前支护效果、工法参数优化、围岩压力释放和沉降发展规律进行分析。通过计算结果与监测数据的对比分析,得出了风积沙地层隧道开挖过程中围岩压力的变化形态、二次衬砌施作时机和最终形变荷载大小以及沉降发展等规律。分析结果表明:旋喷桩超前支护将掌子面潜在失稳区域控制在旋喷壳下部掌子面前方d/2范围(d为单洞开挖跨度14m);三台阶法施工台阶长度宜取(1/3～1/2)d;二次衬砌落后下台阶掌子面的距离宜取d/2;二次衬砌分担荷载较大,分担比例约为50%。

以厦蓉高速(贵州境)榕江格龙—都匀段计摆隧道都匀端右线洞口浅埋段为研究对象,基于监控量测信息包括收敛位移、拱顶下沉、地表位移及断面轮廓等,准确的获取该段围岩变形特征,为施工决策提供科学依据。

本文结合软弱围岩隧道施工实际,利用数值分析软件flac3d和数学分析软件matlab进行围岩参数反演计算,确定出隧道围岩力学参数；基于反演计算得到的围岩参数建立数值仿真模型,可预测隧道围岩的变形和受力。

1 隧道施工过程中围岩沉降变形监理控制 为确保施工安全及结构的长期稳定性，实时监测隧道的支护结构 和周围围岩的变形特征，及时反馈于设计和指导施工，调整支护参数 和确定二衬最佳施做时间，对于长大隧道围岩沉降变形的质量控制至 关重要。 一、监理控制要点 审批施工单位的监控量测方案，重点审核量测断面，测点布置， 量测频率，观测人员及仪器配置是否满足施工需要。 检查量测的操作过程，造价人才网尤其注意初始读数的读取应及时，一 般要求周边位移，拱顶下沉的初始值应在开挖爆破后24小时内或下 次爆破前读取 检查测点或基准点是否松动或破坏，是否采取可靠的保护措施。 检查量测数据分析处理结果，对照洞内观测记录作出判断，对异常现 象及时反馈设计，并要求施工单位采取措施。 现场检查监控量测的实施情况，随着洞身开挖或其他工序的进 展，监理工程师要督促施工单位严格按批准的方案进行现场监控量 测，

以云南某公路隧道工程为例,针对隧道施工过程中极破碎围岩的整治方法进行了探讨,详细介绍了极破碎围岩条件下施工方法及相关技术指标,并提出施工要点,对类似隧道工程施工具有一定指导意义。

以遵义市子尹隧道为背景,采用ansys有限元分析程序对该工程采用的施工工况进行了二维有限元分析。通过对3种开挖工况的分析,获得了大跨偏压软弱围岩双连拱隧道在不同开挖工况时各阶段围岩的应力状态、地表沉降以及隧道支护结构的内力变化情况。通过对比分析,并结合现场施工监控量测资料,得到隧道处于偏压状态时,不同的开挖顺序对隧道结构产生不同的影响。

隧道的初次衬砌与围岩共同作用构成了隧道的初期支护结构,荷载-结构法并不能很好的反应初次衬砌的受力情况,本文利用地层结构法对ⅴ级围岩隧道的初次衬砌进行受力分析,模拟隧道施工过程中围岩的受力变化。

结合诸永高速公路东村2号连拱隧道的设计、施工和地质情况,采用ansys有限元分析软件对浅埋偏压连拱隧道的施工过程力学行为进行了二维有限元分析。在不同的埋深情况下,分析了左右两洞不同开挖顺序下的中墙和围岩稳定性,通过对比分析研究,确定了合适的开挖方案。研究结果可供类似条件下的隧道施工参考。

结合木寨岭隧道工程,对施工区域地应力进行测试,并对地应力场进行拓展分析。通过对隧道掌子面流变特性、变形速率与总变形量、围岩压力、支护压力、锚杆受力、围岩破坏范围的测试和分析,提出高地应力、软岩隧道的挤压性变形具有变形量大、变形速率高、变形持续时间长、前后期均呈"来劲"等特征,以及围岩压力以形变压力为主等结论,并建议取消拱部锚杆,加长边墙锚杆,抑制隧道变形。

我国公路隧道正朝着长距离、大埋深不断发展,但限于目前深埋山岭隧道勘察方法和技术局限,深部复杂地质条件下的围岩的级别很难在勘察阶段查得很精确,导致勘察围岩级别与施工开挖揭示围岩级别存在不同程度的差异。因此,隧道施工过程中,必须采用现场快速围岩动态分级、动态变更的隧道设计与施工理念。调研了目前国内公路隧道施工现场围岩快速分级的思路与方法,旨在为类似隧道工程的现场地质配合工作提供指导和借鉴。同时,针对目前施工围岩定级存在问题,提出围岩快速定级的展望,希望在未来隧道建设中深入围岩快速定级的思考和研究。

岩溶区隧道因受岩溶发育程度、岩溶位置等影响,其围岩变形特征与一般隧道存在较大区别。以某岩溶隧道为工程背景,对隧道仰拱底部存在隐伏空腔的围岩变形进行现场监测研究,并运用有限差分软件进行仿真分析,现场监测和仿真分析所得围岩变形规律基本一致。研究结果表明:随着隧道施工接近并通过空腔顶部,隧道拱顶处围岩向下沉降,其值不断增大;边墙处围岩沿隧道径向收敛,其值变化较小;仰拱处围岩由最初的向上隆起,至隧道施工到空腔顶部时的向下沉降,且其下沉值不断增大。空腔周围围岩向空腔内收敛,其顶部沉降位移最大,侧部收敛位移次之,底部隆起位移最小。

以厦门翔安海底隧道为工程背景,基于流固耦合理论,对穿越海域风化槽段施工过程中的围岩稳定性进行数值计算,研究不同施工阶段隧道围岩位移场和渗流场分布规律及支护结构的受力特征。研究结果表明:地下水的渗流作用对海底隧道的围岩变形影响很大,引起较大范围的海床沉降;超前导洞开挖对围岩渗流场的影响作用最为直接和明显,且由渗流引起的海底隧道围岩变形在向上传递过程中折减较小;海底隧道洞周变形和海床沉降主要集中在两侧导洞下部和中部核心土上部开挖过程中;海水水位变化对海床沉降、拱顶沉降、拱底回弹量及围岩塑性区分布范围均有一定影响;注浆圈加固效果直接影响海底隧道开挖后围岩位移场和渗流场的分布,且注浆加固区厚度及渗透系数存在1个经济合理值;海底隧道拱腰横向支撑节点的应力集中较大,出现较大的塑性破坏区;海底隧道支护结构受力分为3个阶段,且拱脚、横支撑支点处受力较大。

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对缓倾角层状岩体中的大型地下厂房施工力学行为进行了综合研究.详细分析了开挖过程中主厂房围岩不同部位(包括顶拱、上下游边墙)的现场监测资料,并借助基于非连续介质理论的离散元程序udec,综合分析了围岩的变形特征、剪位移分布、围岩应力分布、塑性区分布和锚杆轴力分布等岩体力学行为.结果表明,结构面(如软弱夹层、层面和节理裂隙等)是控制围岩变形的主要因素,软弱夹层的存在控制了围岩剪位移、应力和塑性区的分布,是导致锚杆轴力增大的主要因素,实时监测资料和理论计算成果吻合良好.

结合某大断面隧道可行性研究,采用adina大变性非线性有限元分析软件,分析隧道动态施工过程的围岩大变形行为及支护结构力学特性,为大断面隧道设计、施工方案优化提供科学依据。

在我国的道路交通建设中隧道建设越来越普遍,但在隧道建设中,受到多重因素的影响,存在着很多破碎围岩需要处理,通过实例分析介绍了隧道破碎围岩的处理措施,为下步处理措施提供确切的现状条件,总结了破碎围岩塌方的处理施工经验,对类似施工条件提供借鉴经验。

以某偏压联拱隧道为研究对象,借助有限差分软件flac3d,细化联拱隧道开挖歩序,对联拱隧道的开挖后围岩的收敛变形、应力分布进行分析.同时,针对中隔墙在联拱隧道施工及运营阶段所起的重要作用,分析了偏压作用下中隔墙的安全系数.根据计算结果提出结构设计及施工建议,其研究成果直接为工程服务,为今后类似工程提供借鉴.

随着青藏铁路建设工作的开展,寒区冻土工程日益受到重视。本文结合青藏铁路沿线多年冻土的主要特点,利用ansys5.7大型有限元计算程序,对多年冻土区昆仑山隧道施工过程中地温场进行了模拟计算,分析了高原冻土隧道施工过程中围岩温度场的变化规律,并据此对多年冻土区隧道施工过程中的有关问题进行讨论,所得成果可供相应工程借鉴。

本文简述了隧道施工时围岩稳定性分析的现状以及主要的研究分析方法,并对其中几种主要方法进行对比,介绍了各种方法的优缺点和使用条件,为在今后的隧道施工中选择合适的围岩稳定性分析方法提供了依据.

博士学位论文摘要:由于双连拱隧道的多分部开挖支护的结构荷载转换过程多,围岩应力变化和围岩与结构相互作用关系复杂,目前在设计、施工中仍然存在一些问题:(1)勘察设计围岩分类与施工揭露实际围岩级别常有差异,并难以实现及时变