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大凉山背斜核部区隧道初支大变形机理与控制 被引量：3
1
作者 梁斌 陈诺 +1 位作者 苗景川 李文杰 《河南科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2024年第2期78-86,M0007,共10页
针对大凉山2号公路隧道穿越高地应力背斜核心区域,隧道易发生初支大变形、坍塌、钢架扭曲等问题,通过现场监控量测、围岩岩性实验、理论分析、数值模拟分析和围岩接触压力监测等综合分析,研究了大凉山2号隧道背斜核部大变形成因机理。... 针对大凉山2号公路隧道穿越高地应力背斜核心区域,隧道易发生初支大变形、坍塌、钢架扭曲等问题,通过现场监控量测、围岩岩性实验、理论分析、数值模拟分析和围岩接触压力监测等综合分析,研究了大凉山2号隧道背斜核部大变形成因机理。研究表明:背斜核部玄武岩单轴抗压强度为23.31 MPa,凝灰质泥岩遇水具有一定膨胀性,给围岩变形创造了条件。由于岩层岩性不同,开挖后洞周玄武岩呈独立受弯剪梁状态。相对无水条件下,受地下水补给影响,围岩塑性区面积增加,拱腰部位较为明显。加固前,拱顶沉降量最大达470 mm,拱腰最大收敛值为844 mm,围岩接触压力为523.47 kPa。采用双层小导管+中台阶临时支撑+边墙临时支撑的“主动适应+强支撑”的综合处置方式,隧道拱顶变形减少87.6%,水平收敛变形减少95%,围岩接触压力最大值降至128 kPa,隧道变形得到有效控制。 展开更多
关键词 隧道工程 背斜核部区 大变形机理 现场监测 岩性实验 数值模拟
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隧道大变形机理及分类分级探讨 被引量：12
2
作者 张广泽 冯君 +3 位作者 易勇进 柴春阳 强新刚 王振友 《铁道标准设计》 北大核心 2020年第10期77-82,共6页
为研究隧道工程大变形发生的机理及等级,从区域地应力场、地层岩性、地质构造、松动圈扩展出发,对大变形的发生机理进行综合分析。在此基础上,对隧道大变形进行分类分级,并对控制技术进行探讨。得到以下结论:(1)隧道大变形的产生往往受... 为研究隧道工程大变形发生的机理及等级,从区域地应力场、地层岩性、地质构造、松动圈扩展出发,对大变形的发生机理进行综合分析。在此基础上,对隧道大变形进行分类分级,并对控制技术进行探讨。得到以下结论:(1)隧道大变形的产生往往受到区域地应力场、地层岩性、地质构造及其挤压程度的共同影响;(2)根据大变形发生的构造部位,可以将大变形分为断层型、碎裂型和顺层型3种;断层型发生在区域断层带;碎裂型发生在褶皱核部、转折端以及构造节理密集带;顺层型发生在褶皱翼部,它以隧道轴向与岩层走向小角度相交为条件。缓倾岩层是顺层的特例,易发隧道底鼓;(3)工程前期现场资料缺乏的条件下,宜在最大主应力近于水平的前提下,根据地层岩性、地质构造、相对变形量,结合工程经验,参考相应规范及其他相关研究成果,进行综合判定;(4)大变形应采取"强支护、预加固、快封闭"的控制理念。 展开更多
关键词 隧道工程 大变形机理 分类分级 区域应力场 地质构造 松动圈
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深部高应力巷道大变形机理与控制对策 被引量：7
3
作者 毕业武 蒲文龙 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第10期1321-1325,共5页
为解决深部高应力大变形巷道围岩控制难题,采用理论分析和现场踏勘的方法,分析了双河煤矿深部巷道大变形机理.提出"围岩改性增强+围岩表面应力恢复+围岩卸压应力转移"相结合的围岩控制对策,并结合实际提出"钻锚注一体化... 为解决深部高应力大变形巷道围岩控制难题,采用理论分析和现场踏勘的方法,分析了双河煤矿深部巷道大变形机理.提出"围岩改性增强+围岩表面应力恢复+围岩卸压应力转移"相结合的围岩控制对策,并结合实际提出"钻锚注一体化+高预应力多维锚索桁架支护系统+顺层钻孔与巷道基角药壶爆破卸压"成套技术体系,通过现场工业试验,取得良好的技术效果. 展开更多
关键词 深部巷道 高应力 大变形机理 围岩控制对策 桁架支护系统
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粉砂质泥岩浅埋偏压隧道洞口段大变形机理及治理措施 被引量：7
4
作者 苗景川 陈诺 +2 位作者 郑文飞 李文杰 梁斌 《水电能源科学》 北大核心 2023年第11期133-137,共5页
针对大凉山^(#)2公路隧道粉砂质泥岩洞口段出现的局部大变形、坍塌、侵限等问题,通过现场监测、室内围岩膨胀性试验、三维数值模拟和理论分析,研究了初期支护大变形机理,探讨了雨水、围岩二次变形、洞口偏压等因素对大变形的影响规律,... 针对大凉山^(#)2公路隧道粉砂质泥岩洞口段出现的局部大变形、坍塌、侵限等问题,通过现场监测、室内围岩膨胀性试验、三维数值模拟和理论分析,研究了初期支护大变形机理,探讨了雨水、围岩二次变形、洞口偏压等因素对大变形的影响规律,提出并采用洞外与洞内加固整治方案。结果表明,隧道上方地表粘土岩属于膨胀岩,粉砂质泥岩为非膨胀岩,隧道变形受围岩膨胀作用有限;受持续降雨影响,拱顶沉降量变化最为明显,沉降量相比降雨前增加150 mm;隧道深埋侧水平压力理论值为浅埋侧水平压力1.73倍,隧道结构承受明显偏压荷载;采用加强临时支护+大管棚超前支护+双层小导管注浆加固+洞顶明暗交界处增加抗滑桩+洞口段左洞左侧和左右洞中间各增加两排管桩的综合治理方案,隧道变形量减小87%,初支大变形得到有效控制。 展开更多
关键词 降雨入渗 粉砂质泥岩 浅埋偏压隧道 大变形机理 室内试验 数值模拟
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西南地区变余砂岩浅埋偏压铁路隧道初期支护大变形机理及整治方案 被引量：10
5
作者 叶志强 郭璇 吕勤 《铁道建筑》 北大核心 2022年第2期109-113,共5页
针对西南地区一变余砂岩浅埋偏压铁路隧道洞口段出现的局部大变形、开裂、掉块等问题,通过现场监测和三维数值模拟,分析了初期支护大变形机理,并提出整治方案。结果表明:连续降雨、洞口段偏压严重、围岩等级低是初期支护大变形的主要诱... 针对西南地区一变余砂岩浅埋偏压铁路隧道洞口段出现的局部大变形、开裂、掉块等问题,通过现场监测和三维数值模拟,分析了初期支护大变形机理,并提出整治方案。结果表明:连续降雨、洞口段偏压严重、围岩等级低是初期支护大变形的主要诱因;右拱腰变形是深埋侧岩体滑动挤压力引起的拉应力和岩层间相对位移产生的剪应力共同作用的结果;左拱腰变形是由于浅埋侧岩体无法抵抗偏压荷载而向外膨胀变形引起的拉应力产生的。采用临时支护+增设排水沟和防水板+喷混凝土护坡+反压减载+长短锚杆组合支护的综合方案进行整治后,初期支护大变形得到很好控制。 展开更多
关键词 铁路隧道 大变形机理 数值模拟 浅埋偏压 处置措施 初期支护 降雨 变余砂岩
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浅埋富水软岩隧道大变形机理与控制研究 被引量：21
6
作者 袁青 陈世豪 +3 位作者 肖靖 熊齐欢 张子平 于锦 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期723-731,共9页
针对洞口段富水浅埋软弱围岩隧道易发生挤压性大变形的特点,依托某隧道,通过监控量测、室内试验、数值模拟等手段分析隧道的变形特征、影响因素及其致灾机制与力学破坏模式。结果表明,隧洞开挖后变形具有流变特性,且持续时间长、变形量... 针对洞口段富水浅埋软弱围岩隧道易发生挤压性大变形的特点,依托某隧道,通过监控量测、室内试验、数值模拟等手段分析隧道的变形特征、影响因素及其致灾机制与力学破坏模式。结果表明,隧洞开挖后变形具有流变特性,且持续时间长、变形量大;此外,上、中台阶开挖造成的拱顶沉降、围岩收敛分别占总变形的61.16%、63.34%,是大变形产生的主要阶段;洞内大变形是在多种影响因素的耦合作用下产生的,地下水是造成该软岩隧道大变形的主要控制因素,地下水的软化、渗流是大变形的主要变形机理,破坏力学模式主要有软岩塑流和累进性松脱扩展两种,软岩塑流造成侧墙鼓出、顶压以及钢拱架扭曲等现象,累进性松脱扩展造成垮塌、地表裂缝等现象。数值模拟验证了大变形力学机理的正确性并反演了大变形发展趋势。最终针对该隧道大变形产生的主要原因,提出并实践形成了“内外结合”的主动控制技术:洞外掌子面动态跟进超前降水,洞内“中管棚+小导管”超前支护、上台阶“核心土+扩大拱脚”、中台阶“临时仰拱+大锁脚”、下台阶“短进短衬,快速支护”,成功穿越300 m浅埋富水极软岩段,研究成果可为类似工程提供借鉴。 展开更多
关键词 隧道工程 大变形机理 软岩 富水 浅埋 主动控制
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复杂山区深埋隧道软岩大变形机理研究——以杨家坪隧道为例 被引量：23
7
作者 周航 陈仕阔 +2 位作者 刘彤 李涵睿 岳平超 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期852-862,共11页
杨家坪隧道施工过程中,软岩大变形不同程度地造成边墙内挤侵限、初期支护和二次衬砌严重变形破坏。为了揭示杨家坪隧道软岩大变形的成因机制,综合工程地质勘察、现场监控量测、室内岩石力学试验、数值模拟和微观分析等手段对其进行综合... 杨家坪隧道施工过程中,软岩大变形不同程度地造成边墙内挤侵限、初期支护和二次衬砌严重变形破坏。为了揭示杨家坪隧道软岩大变形的成因机制,综合工程地质勘察、现场监控量测、室内岩石力学试验、数值模拟和微观分析等手段对其进行综合研究。现场监测结果显示发生大变形的区段与隧道渗水有关,室内物理力学试验表明,千枚岩的纵波波速随浸泡时间变化衰减了2.04%~5.85%,当充分浸泡28 d后,其单轴抗压强度和弹性模量与天然状态相比分别降低了59.56%和69.68%,说明千枚岩遇水后结构产生了损伤劣化。通过X射线衍射进行矿物成分检测,进一步分析了水岩作用造成隧道围岩强度降低的微观原因。根据现场地应力测试及初始地应力场反演分析可知,杨家坪隧道轴线92.08%的区域处于高到极高地应力状态。此外,高陡倾薄层状千枚岩地层的工程力学特性,以及水和千枚岩的相互耦合作用是杨家坪隧道围岩大变形的主要原因。 展开更多
关键词 复杂山区 软岩隧道 大变形机理 高地应力 水岩作用 微观结构
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莲花隧道软弱围岩大变形预测方法适用性评价研究 被引量：14
8
作者 张沛远 张晓平 +4 位作者 张晗 崔建航 刘泉声 樊文胜 李玉生 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期1689-1702,共14页
评估地质条件以及开挖风险是地下空间设计和施工中的重要阶段之一。在选择合适的开挖方法和支护系统时,识别和估计岩体的变形潜在趋势非常重要。在本研究中,对萍莲高速莲花隧道中的岩体变形潜在趋势进行了研究。首先介绍了莲花隧道的工... 评估地质条件以及开挖风险是地下空间设计和施工中的重要阶段之一。在选择合适的开挖方法和支护系统时,识别和估计岩体的变形潜在趋势非常重要。在本研究中,对萍莲高速莲花隧道中的岩体变形潜在趋势进行了研究。首先介绍了莲花隧道的工程地质环境、隧道围岩工程特性、岩体质量评价以及现场实测的隧道变形情况,然后运用经验法和半经验-半理论法预测莲花隧道变形趋势,并将预测结果与实际变形监测情况进行对比。结果表明,莲花隧道的大变形主要受松散破碎、遇水膨胀的软弱围岩和丰富的地下与地表水以及断层破碎带与构造活动的影响。对于莲花隧道而言,现行大变形预测方法普遍存在一定问题:经验法主要依据岩体质量分级结果进行变形趋势预测,具有一定的主观性,其预测结果与实际变形情况存在一定偏差;半经验-半理论方法中运用围岩强度与应力关系进行预测效果较好,但基于围岩强度应力比的Jethwa法、Hoek法与ISRM法预测结果偏保守,且针对无变形段的预测效果较差。综上所述,在工程勘察与设计阶段,应客观、细致地进行围岩质量分级、地应力量测、地下水与地质构造勘探等工作,结合经验法、半经验-半理论方法对大变形趋势和变形量值进行预测,综合研判隧洞沿线变形趋势,为大变形支护结构设计、施工措施提供充分可靠的依据。 展开更多
关键词 公路隧道 围岩大变形 大变形预测 大变形机理 适用性评价
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软弱夹层引起围岩系统强度变化的试验研究 被引量：17
9
作者 郭富利 张顶立 +1 位作者 苏洁 牛晓凯 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期720-726,共7页
堡镇隧道地质条件复杂,埋深大且地应力高,地下水丰富,岩体软弱破碎,隧道自稳能力差,存在顺层偏压。围岩变形具有"变形速度快、变形量大且破坏严重、持续时间长"的基本特征,同时又表现出时间上和空间上不均匀、不对称等诸多特... 堡镇隧道地质条件复杂,埋深大且地应力高,地下水丰富,岩体软弱破碎,隧道自稳能力差,存在顺层偏压。围岩变形具有"变形速度快、变形量大且破坏严重、持续时间长"的基本特征,同时又表现出时间上和空间上不均匀、不对称等诸多特性。通过对隧道左线出口段围岩变形量测资料和掌子面地质素描的比较分析后发现,掌子面有软弱夹层沿洞室径向分布时,其变形破坏程度较相邻段同类围岩严重得多,不同夹层厚度对围岩变形的影响程度也不同。因此,依据堡镇隧道开挖以来变形破坏程度最严重的高地应力炭质页岩段软弱夹层和围岩的典型组合结构,设计了不同厚度软弱夹层的三轴试验方案,进行了含软弱夹层围岩的室内三轴试验研究和三轴力学性质测试,描述了软弱夹层厚度为2.5 cm和围压为4 MPa时的全应力–应变曲线特征,探讨了系统强度变化规律,分析了围压和夹层厚度对系统强度变化的作用机理及特点。 展开更多
关键词 软弱夹层 高地应力 大变形机理 围岩稳定性 岩石试验
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