基于Hoek-Brown模型铁路隧道围岩分级

吕梁山西麓地区三趾马红土地层沉积厚度大、连续性好、典型剖面多,历来为三趾马红土研究的热点地区,但有关其工程地质特征及岩土力学性质方面的研究非常薄弱。三趾马红土围岩分级是山西中南部铁路通道工程吕梁段隧道建设面临的一项工程地质新问题。通过现场监测、室内试验研究及工程实践经验,研究三趾马红土的物理力学指标及强度特性,对影响三趾马红土围岩稳定性的地下水作用、裂隙作用、砂土夹层作用及各因素耦合作用进行分析,最后对三趾马红土在均质和多因素条件下围岩分级进行定量化探讨。

通过太中银铁路的工程实践,结合现有铁路隧道确定围岩分级的方法,提出了在西北黄土地区铁路隧道勘察中应特别注意的几个问题,以确保围岩分级合理,工程保质保量按期完成。

铁路隧道围岩量测方法——为了准确了解隧道开挖后围岩变化情况，防止隧道塌方，为施工安全做出预警，围岩量测是隧道施工工序中一项必不可少的环节，是隧道安全贯通的重要保障本文对襄渝线烟蹬坡隧道围岩量测的使用方法进行了分析。

将围岩岩体分级系统(q系统)引入到hoek-brown强度准则中,引入节理粗糙度、节理充填物的抗剪强度及岩石所受应力3个指标,对地质强度指标(gsi)进行定量化修正,并基于围岩基本质量指标bq、裂隙组数、围岩节理条件以及q系统评分值,重新构建一种gsi的定量化分析方法,通过测量扰动前后围岩的纵波波速优化岩体的扰动参数d.基于修正后的hoek-brown强度准则与mohr-coulomb强度准则进行等效转化,估算岩体的力学参数,通过与实例工程中试验结果进行对比,得知此方法是合理、可行的.

针对隧道围岩分级中的模糊性和随机性,文章将隧道围岩分级体系作为一个模糊系统,选取6个参数作为评价指标,基于熵权法和云模型提出了隧道围岩分级方法.利用正态正向云发生器生成了各评价指标隶属各围岩等级的云模型,并结合熵权法计算出客观权重值,得到了待评样本的综合确定度,从而确定隧道围岩等级.熵权-云模型将评价指标与围岩等级间的模糊性和随机性有机结合,实现了评价指标由定性描述到定量数值的转化,克服了传统隧道围岩分级方法固定评价模式的缺陷.最后,利用熵权-云模型对祥和隧道的5个洞段进行了围岩分级,分级结果与模糊层次分析等方法的结果相符,表明了该方法在隧道围岩分级中的可行性和可靠性,为隧道围岩分级提供了新思路.

针对隧道围岩分级中的模糊性和随机性,文章将隧道围岩分级体系作为一个模糊系统,选取6个参数作为评价指标,基于熵权法和云模型提出了隧道围岩分级方法。利用正态正向云发生器生成了各评价指标隶属各围岩等级的云模型,并结合熵权法计算出客观权重值,得到了待评样本的综合确定度,从而确定隧道围岩等级。熵权-云模型将评价指标与围岩等级间的模糊性和随机性有机结合,实现了评价指标由定性描述到定量数值的转化,克服了传统隧道围岩分级方法固定评价模式的缺陷。最后,利用熵权-云模型对祥和隧道的5个洞段进行了围岩分级,分级结果与模糊层次分析等方法的结果相符,表明了该方法在隧道围岩分级中的可行性和可靠性,为隧道围岩分级提供了新思路。

针对隧道围岩分级问题的复杂性,基于集对分析理论,选取岩石单轴抗压强度rc、岩体完整性指数kv、洞轴线与主要结构面的夹角θ、结构面状况ss和地下水流量w5个因子建立隧道围岩分级的评价指标体系,将围岩分级的各个评价指标与评价标准构筑成一个集对,建立隧道围岩分级的集对分析模型,并引用围岩实测样本数据进行模型检验,运用集对分析法以实际的围岩为例进行级别判别.研究表明:集对分析法判断结果与实际围岩级别相符,由此证明该方法用于隧道围岩判别是可行的,具有较高的准确度.集对分析法原理简单、算法简捷、可操作性强,可作为一种有效的围岩分级方法.

隧道围岩分级的距离判别分析模型及应用——隧道围岩的分级是隧道工程中的一项重要研究工作。将距离判别分析方法应用于隧道围岩分级问题中，建立隧道围岩分级的距离判别分析模型，选用岩石等级、风化程度、岩体弹性纵波波速、岩体结构、地质构造影响程度、节理裂...

隧道围岩分级是选择支护形式和施工方法的重要依据,科学、准确的围岩分级是控制变形、节约成本、指导施工的重要基础。由于黄土的特殊性,黄土隧道与一般岩体的隧道不同,因此用于围岩分级的指标也大不相同。本文选取含水率、黏聚力、内摩擦角、弹性模量和泊松比5个分类指标,对现场测量的数据进行整理简化,得出ⅳ_a、ⅳ_b、ⅴ_a、ⅴ_b、ⅵ五个分类等级对蒙华铁路蒙陕段黄土隧道的各测设段进行围岩稳定性划分,结果显示,五个围岩划分等级与实际设计围岩等级基本一致,可以用于黄土隧道围岩分级。

寒区铁路隧道冻害影响到结构稳定和运营安全,而且减少了隧道的使用寿命,也增加了养护维修工作量,造成不良的社会影响。准池铁路共有隧道24座,位于华北北部地区,最冷月平均气温-12.8℃,极端最低气温-27.9℃,工程冻害现象显著。为此开展科研攻关,研究了寒区铁路隧道冻害形成机理、冻害防治技术,形成了寒冷地区铁路隧道围岩注浆堵水施工工法。该工法设备简单、施工效率高,给类似工程施工提供参考。

寒区铁路隧道冻害影响到结构稳定和运营安全,而且减少了隧道的使用寿命,也增加了养护维修工作量,造成不良的社会影响.准池铁路共有隧道24座,位于华北北部地区,最冷月平均气温-12.8℃,极端最低气温-27.9℃,工程冻害现象显著.为此开展科研攻关,研究了寒区铁路隧道冻害形成机理、冻害防治技术,形成了寒冷地区铁路隧道围岩注浆堵水施工工法.该工法设备简单、施工效率高,给类似工程施工提供参考.

岩体质量q系统未考虑隧道上覆不同地质条件岩土体位置关系的相互影响。阐述了岩体质量q系统在进行围岩分级时存在的问题,基于摩尔-库伦强度准则,提出了计算隧道围岩松动区和承载区的公式,得出当隧道围岩等级越高,即围岩稳定性越差时,松动区外半径、承载区外半径以及塑性区外半径越大；通过将理论分析方法与数值模拟方法相结合,求出了隧道围岩重要性系数,提出了一种隧道围岩分级新计算公式。

公路隧道围岩分级 工程2010-03-0515:24:46阅读630评论0字号：大中小 公路隧道围岩分级将围岩分为六级，给出了各级围岩的主要工程地质特 征、结构特征和完整性等指标并预测了隧道开挖后，可能出现的坍方、滑动、膨 胀、挤出、岩爆、突然涌水及瓦斯突出等失稳的部位和地段，给出了相应的工程 措施。见表 公路隧道围岩分类 级 别 围岩主要工程地质条件围岩开挖 后的稳定状态 主要工程地质条件结构特征和完 整状态 v1 硬质岩石(饱和抗压极限强 度rb＞60mpa)，受地质构造影响 轻微，节理不发育，无软弱面(或 夹层)；层状岩层为厚层，层间结 合良好呈巨块状整体 结构 围岩稳 定、无坍塌， 可能产少岩爆 v 硬质岩石(rb＞30mpa)，受地 质构造影响较重，节理较发育，有 少量软弱面(或夹层)和贯通微张 节理，但其产状及组合关系不致产 生滑动，

基于物元可拓基本理论,建立了公路隧道围岩分级的物元可拓模型,分析了该模型用于公路隧道围岩分级的可行性。利用建立的公路隧道围岩分级的物元可拓模型,根据鸡场坪公路隧道的工程实际,选取了影响该隧道围岩稳定性的4个主要因素,对该隧道具有代表性的4段围岩进行了质量分级,得到的分级结果与实际情况相符,证明了物元可拓理论在公路隧道围岩分级中应用的有效性。

该文借鉴fisher判别理论,建立公路隧道围岩评价模型,以期取得较好的效果。该项研究借助fisher判别明显的统计优势,综合国内外大量岩体围岩分级指标资料及工程实际,建立了公路隧道围岩识别的fisher判别分析模型,选用隧道洞室围岩岩石单轴饱和抗压强度σc、节理平均间距d、岩石质量指标rqd、地下水情况w等方面的综合指标作为围岩类别判定的评价因子,以21组公路隧道围岩实测样本数据进行学习训练和检验,并建立了相应的线性判别函数对13组待判隧道围岩类别情况进行了预测,判别结果与实际一致。研究结果表明,fda模型回判估计误判率为0,交叉确认估计误判率为4.8%,判别性能稳健可靠,对现有评价公路隧道围岩分级方法进行了有效的验证和补充。

以十天高速汉中东段大包梁公路隧道为例,通过分析隧道围岩稳定性的各项影响因素,采用bp神经网络建立隧道围岩分级模型,并对模型进行了优化设计,将训练好的分级模型运用到该隧道,为公路隧道围岩分级提供了一种有效方法和参考价值.

铁路隧道围岩分级在各分级指标对围岩级别判定不一致时,很难得到一个确切的围岩级别,论文首先分析了围岩稳定性分级,然后在量化铁路隧道围岩分级各主要指标的基础上,通过运用模糊数学及概率论方法,建立了铁路隧道围岩分级中各级别围岩的隶属度函数,并分析了根据隶属度大小实现模糊判断围岩级别的依据;最后以具体实例验证了该法的可行性。

黏质土隧道围岩分级指标的选取研究——以长序列黏质土围岩物理力学指标及埋深数据为基础，运用数理统计学原理和灰色关联度理论从定量的角度分析了黏质土围岩分级的指标选取。研究结果表明：选用力学指标的影响因素作为分级的基本指标是可行的：黏质土围岩分级预...

研究目的:我国幅员辽阔,地质条件极为复杂,在建铁路隧道数量多,大部分分布在东北、西北、东南、西南山区,交通条件极为不便。结合我国国情,目前大多数铁路隧道采用钻爆法开挖,机械化程度不高,同时,现场技术人员、管理人员与作业人员的专业化程度相对不高,因此,隧道施工安全风险极高。针对隧道施工安全,现有的围岩监控量测主要采用水准仪、收敛计、全站仪进行,从本质上讲,难以突破\"人工读数、手工计算、纸质填写\"的模式,实施中\"干预因素多、数据处理慢、反馈不通畅\"等问题时常发生,多数情况下监控量测流于形式,技术数据容易\"失真\

长大隧道施工,由于前期勘察设计工作较难,勘察资料不够准确,设计变更经常发生。按照新奥法的施工理论和"岩变我变"的主导思想,当隧道围岩发生变化时,隧道开挖方法、支护参数、施工工序都应做相应的调整。但隧道变更历来是一个争议较大的问

隧道及地下工程中,采用数码相机、全站仪等仪器摄取工作面及隧道断面的有关数据,如地质数据、变形数据,可以方便、可靠地推定围岩的级别,进行三维地质分析以及进行隧道净空变形的观测等。重点介绍利用全站仪的遥测技术观测围岩净空位移,自动采集隧道围岩净空位移量测外业数据,对数据进行计算机自动分析处理,快捷方便地获得量测成果,并以准确、直观的图形及报表数据输出,及时为围岩稳定性判断和指导施工提供数据依据。

国标《工程岩体分级标准》（gb50218—94）在隧道设计阶段应用广泛,但是由于地质条件的复杂性及岩体各向异性的影响,不能精准预测施工阶段隧道围岩等级。本文基于统计岩体力学提出了针对隧道施工阶段的围岩分级方法,即通过现场岩体结构面统计和岩石力学试验,获取结构面参数和岩石力学参数,应用统计岩体力学强度理论及本构理论,获得具有各向异性特征的岩体弹性模量参数e_m,进而应用经验公式换算得到bq值,从而确定隧道围岩基本分级。在实例中,小盘岭2号隧道gdk347＋360里程处围岩设计分级为ⅲ级;应用此方法重新分级的结果为ⅳ级,低于设计分级,这与现场观察和监测的围岩性状吻合,说明本方法在隧道施工阶段能较为客观地反映围岩性质。以上研究结果表明,在含碳泥质板岩隧道围岩施工阶段岩体分级过程中,本方法具有良好地适用性。