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全风化花岗岩浅埋偏压隧道进洞技术与力学特性研究——以相思山隧道为例
1
作者 李冬生 潘元贵 郑余朝 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第4期214-227,共14页
隧道洞口作为隧道的咽喉部位,时常存在浅埋偏压和围岩稳定性较差的问题。全风化花岗岩具有结构松散、自身稳定性较差、遇水易软化崩解的特点。然而,目前针对全风化花岗岩浅埋偏压隧道洞口稳定性的研究还不够全面,亟需提出一种适用于全... 隧道洞口作为隧道的咽喉部位,时常存在浅埋偏压和围岩稳定性较差的问题。全风化花岗岩具有结构松散、自身稳定性较差、遇水易软化崩解的特点。然而,目前针对全风化花岗岩浅埋偏压隧道洞口稳定性的研究还不够全面,亟需提出一种适用于全风化花岗岩浅埋偏压隧道的进洞技术,来解决这类隧道洞口易失稳的问题。为了研究全风化花岗岩浅埋偏压隧道洞口的稳定性,以广东省新兴县相思山隧道为研究案例,选定三台阶七步环形开挖预留核心土法作为隧道的进洞方法,并根据选定的进洞方法,通过数值模拟手段来分析围岩位移和支护内力的变化特征。研究发现,在隧道深埋侧采用锚杆格梁和方格型骨架护坡能使边仰坡的安全系数提高64.6%,相较于传统方法,在隧道进洞处和边坡坡脚设置锚固桩能提高浅埋侧13.7%和10.1%的抵抗力。由于受到深埋侧土体的挤压,隧道表现出向浅埋侧水平位移的趋势。初支的监测位移与数值模拟结果相差较小,最大差值仅为6.5 mm,位于拱顶处,最小差值为2.6 mm,位于右墙脚处。采用三台阶七步环形开挖预留核心土法,配合深埋和浅埋侧不同的支护措施能有效地提高全风化花岗岩浅埋偏压隧道的稳定性。研究结果可以为类似隧道工程的设计施工提供数据支持和工程借鉴。 展开更多
关键词 全风化花岗岩 浅埋偏压隧道 数值模拟 围岩位移 支护内力
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基于位移等代法的深部直墙半圆拱形隧洞松动圈厚度预测 被引量：1
2
作者 邵炜星 查文华 +2 位作者 许涛 王荣荣 程文博 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第3期140-147,共8页
【目的】位移等代法是在工程实践中被广泛应用的一种等效圆法。为进一步探索该方法在深部非均匀应力场下预测松动圈厚度的工程效果,并建立具有工程适用性的等效圆半径计算公式,【方法】选取深部隧洞常采用的直墙半圆拱形断面为研究对象... 【目的】位移等代法是在工程实践中被广泛应用的一种等效圆法。为进一步探索该方法在深部非均匀应力场下预测松动圈厚度的工程效果,并建立具有工程适用性的等效圆半径计算公式,【方法】选取深部隧洞常采用的直墙半圆拱形断面为研究对象,根据位移等代法基本原理,利用FLAC~(3D)数值模拟和理论计算相结合的方式,建立了侧压系数λ为1.1~1.5,跨高比b_0/h为1.3~1.5条件下的等效圆半径函数关系式,并应用到江西曲江某煤矿水仓围岩的松动圈厚度预测。【结果】结果显示:根据等效圆公式计算出的水仓围岩松动圈的纵轴厚度为1.41 m,横轴为1.20 m,呈椭圆形;现场实测的松动圈也呈椭圆形,厚度平均值在1.15~1.45 m,其中最大均值在纵轴1.45 m,最小均值在横轴为1.15 m。理论预测值与实测值相吻合。【结论】结果表明:位移等代法适用于深部软岩松动圈厚度预测;所建等效圆半径公式具有良好的工程适用性,可为评价和预测类似隧洞工程松动圈厚度提供一种简化的、可借鉴的方法和思路。 展开更多
关键词 隧洞 直墙半圆拱形 位移等代法 等效圆 围岩 变形 松动圈 数值模拟
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既有隧道不同扩挖宽度下锚杆参数的优化
3
作者 杨俊 程浩 +2 位作者 谢支钢 丁雪菲 梁勇 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期220-228,共9页
以黄山洞隧道工程为依托,通过对现场数据的监测和利用有限元分析软件Midas GTS NX进行数值模拟,分析了不同扩挖宽度下隧道拱顶沉降值、周边收敛值和围岩有效应力变化的规律,并改变锚杆的长度和锚杆间距,分析在不同锚杆长度下围岩有效应... 以黄山洞隧道工程为依托,通过对现场数据的监测和利用有限元分析软件Midas GTS NX进行数值模拟,分析了不同扩挖宽度下隧道拱顶沉降值、周边收敛值和围岩有效应力变化的规律,并改变锚杆的长度和锚杆间距,分析在不同锚杆长度下围岩有效应力、衬砌应力以及锚杆应力的变化规律,确定了不同扩挖宽度下最优的锚杆长度和锚杆间距.研究结果表明:随着扩挖宽度的增加,围岩有效应力由大至小依次为拱脚处压应力、拱腰处压应力、拱顶处压应力和仰拱处拉应力;拱顶处压应力随扩挖宽度的增大而减小,拱腰处压应力随扩挖宽度的增大而增大,但增大趋势不明显;受单侧扩挖方式的影响,扩挖侧的应力大于非扩挖侧;拱脚处受到应力集中的影响,其压应力随着扩挖宽度的增大而增大;扩挖宽度为1.5~2.5 m时的最优锚杆长度和间距分别为2.5 m和1.7 m,扩挖宽度为3.5~4.5 m时二者分别为3.0 m和1.2 m. 展开更多
关键词 隧道单侧扩挖 锚杆支护 围岩应力 围岩位移 数值分析
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基于钻进参数多变量特征挖掘的隧道围岩智能分级模型研究 被引量：1
4
作者 赵思光 王明年 +3 位作者 童建军 霍建勋 夏覃永 易文豪 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第12期2469-2479,共11页
为进一步提升基于钻进参数的围岩智能分级模型精度,综合考虑钻进参数间耦合影响作用、围岩地质非均一性等因素影响,从进给速度、推进压力、打击压力、回转压力等原始钻进参数特征变量出发,通过特征组合、统计方式,构建多变量的钻进参数... 为进一步提升基于钻进参数的围岩智能分级模型精度,综合考虑钻进参数间耦合影响作用、围岩地质非均一性等因素影响,从进给速度、推进压力、打击压力、回转压力等原始钻进参数特征变量出发,通过特征组合、统计方式,构建多变量的钻进参数特征体系并进行特征重要性评估。然后利用6种常见的机器学习方法进行围岩智能分级应用,并比较分析特征挖掘前后不同围岩级别样本类间距离及分级模型准确率。结果显示:相比原始特征,多变量特征体系下不同围岩级别样本类间距离均值提升66.09%~85.41%,各模型分级总体准确率由75.5%~87.5%提高到90.0%~92.5%,表明基于钻进参数多变量特征体系对围岩分级精度有很好的提升作用。 展开更多
关键词 隧道围岩分级 钻进参数 特征挖掘 钻进能量指标 机器学习
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大倾角断层不良地质下TBM隧道稳定性分析 被引量：4
5
作者 王利明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期121-128,共8页
依托滇中引水大理Ⅰ段香炉山隧洞工程,利用自主研制的微型TBM掘进综合试验系统,开展了TBM穿越断层不良地质工况室内模型试验及数值模拟,研究高地应力下断层对TBM隧道稳定性的影响,分析总结隧道围岩应力应变变化规律及隧道破坏现象,揭示... 依托滇中引水大理Ⅰ段香炉山隧洞工程,利用自主研制的微型TBM掘进综合试验系统,开展了TBM穿越断层不良地质工况室内模型试验及数值模拟,研究高地应力下断层对TBM隧道稳定性的影响,分析总结隧道围岩应力应变变化规律及隧道破坏现象,揭示断层不良地质卡机致灾机理。研究结果表明:利用微型TBM掘进综合试验平台成功实现了高地应力条件下TBM开挖大倾角断层工况相似模拟试验,隧道成型质量好。TBM掘进过程中隧道上部围岩首先产生裂缝,当TBM掘进至两种材料交接处时拱顶产生少许掉落,在TBM刀盘整体进入断层带后,拱顶产生大范围塌方,最终形成筒仓式塌落腔,隧道结构被破坏;受断层界面上方围岩滑动影响,原岩内(交界面下方)围岩压力整体呈现先增大后减小的趋势。TBM掘进时对掌子面前方围岩压力影响范围主要在0.43D~0.50D(D为洞径),围岩压力最大增大1.19倍。隧道拱顶上方内部围岩位移随TBM掘进具有4个明显的变化阶段。上部围岩越靠近隧道轮廓线变形越大,TBM穿越断层交界面时围岩变形速率最大,对围岩内部位移影响范围主要在掌子面前方1.21D和上方1.50D以内,断层影响范围约在1.73H(H为断层交界面水平投影长度)以内。这主要是由于断层交界面上方松散围岩滑移松动,同时它极易导致TBM卡机,因此施工宜先对断层交界面处进行超前处理,降低TBM施工风险。 展开更多
关键词 断层 隧道稳定性 室内模型试验 数值分析 围岩压力 围岩内部位移
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围岩冻融劣化对季节性寒区隧道稳定性的影响研究 被引量：3
6
作者 冯强 赵子栋 +4 位作者 刘海涛 刘炜炜 王洪波 张新鹏 张强 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第5期199-209,共11页
围岩冻融损伤会造成衬砌受到的变形压力增大,对衬砌的稳定性造成不利影响,是季节性寒区隧道工程研究的一个关键问题。通过对砂岩的冻融循环试验和压缩试验得到不同冻融次数下的砂岩应力—应变曲线,然后通过应力—应变曲线得到围岩的变... 围岩冻融损伤会造成衬砌受到的变形压力增大,对衬砌的稳定性造成不利影响,是季节性寒区隧道工程研究的一个关键问题。通过对砂岩的冻融循环试验和压缩试验得到不同冻融次数下的砂岩应力—应变曲线,然后通过应力—应变曲线得到围岩的变形参数和强度参数,最后将岩石力学参数变化规律嵌入ABAQUS软件中对冻融循环条件下的隧道长期稳定性进行数值分析,分别得到循环冻融0、6、12、18、24次下的围岩和衬砌的应力场及位移场。结果表明:①随着冻融循环次数增加,围岩所受的最大主应力和最小主应力均呈线性减小;②衬砌所受的最大主应力、最小主应力及衬砌位移均呈指数增大;③与未经冻融的情况相比,冻融循环24次后围岩的最大主应力、最小主应力分别减小了43.69%、20.66%;④衬砌的最大主应力、最小主应力及拱顶最大沉降分别增大了13.64%、15.75%、49.36%。在进行寒区隧道支护设计时,应考虑冻融作用下围岩自稳能力衰减而导致支护结构受力增大的问题。 展开更多
关键词 寒区隧道 隧道稳定性 冻融循环 围岩 应力场 位移场
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滑坡-隧道正交体系变形特性试验研究 被引量：1
7
作者 舒中文 滕汉卿 +3 位作者 李星 康健 吴坤 陈怀林 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第9期144-152,共9页
【目的】对于滑坡-隧道正交体系,滑坡的变形失稳是引发隧道病害的重要原因。为了研究滑坡-隧道正交体系在滑坡失稳过程中的宏观变形特性,【方法】以阳坡里隧道为研究对象,使用自主研发的牵引式滑坡分级滑动模拟试验装置设计开展了12组... 【目的】对于滑坡-隧道正交体系,滑坡的变形失稳是引发隧道病害的重要原因。为了研究滑坡-隧道正交体系在滑坡失稳过程中的宏观变形特性,【方法】以阳坡里隧道为研究对象,使用自主研发的牵引式滑坡分级滑动模拟试验装置设计开展了12组室内模型试验,研究了在滑坡-隧道正交体系中滑坡失稳情况下隧道埋深、隧道在滑体内的布置位置以及滑动段位置对“洞周位移指数”的影响。【结果】结果显示:滑坡发生失稳时的坡面宏观变形存在一定规律,通常表现为坡面的后缘裂缝以及次级裂缝,且坡面位移沿次级裂缝存在明显分级情况;在其他变量相同的情况下,隧道在滑坡体内部埋深越大、隧道布置位置越靠近滑坡体前缘、滑动段越靠近滑坡中段时,滑坡滑动对隧道周围0.5~1.0倍隧道直径范围内土体的位移影响越大;滑动段位置对洞周位移指数影响最大,当滑动段分别位于滑坡前段、中段和后段时,洞周位移指数分别为小于0.8、大于1.8和介于1.0~1.5之间。【结论】研究成果可为滑坡隧道的变形演化机理、滑坡诱发隧道病害的预测预报以及防治技术等研究提供参考。 展开更多
关键词 滑坡-隧道正交体系 变形特性 模型试验 洞周位移指数 滑坡 影响因素
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深埋隧道围岩-支护结构稳定性研究 被引量：52
8
作者 靳晓光 李晓红 +1 位作者 杨春和 张宪鑫 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1473-1476,共4页
依据隧址区工程地质特征,建立通—渝深埋公路隧道1:1实体模型。通过有限元数值模拟,结合量测资料,分析了隧道按全断面法和台阶法动态施工过程围岩-支护结构屈服接近度、位移和应力特征,以及支护结构钢支撑受力、二次衬砌轴力和弯矩特征... 依据隧址区工程地质特征,建立通—渝深埋公路隧道1:1实体模型。通过有限元数值模拟,结合量测资料,分析了隧道按全断面法和台阶法动态施工过程围岩-支护结构屈服接近度、位移和应力特征,以及支护结构钢支撑受力、二次衬砌轴力和弯矩特征。结果表明,在相同的地质条件和支护条件下,台阶法较全断面法没有明显的优势,为深埋公路隧道优化设计和施工提供了科学依据。 展开更多
关键词 深埋隧道 围岩-支护结构(SRSS) 位移 应力 数值模拟
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深埋顺层偏压隧道围岩破坏机理及规律研究——以郑万线某隧道为例 被引量：18
9
作者 胡炜 谭信荣 +1 位作者 蒋尧 毛坚强 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期60-68,共9页
处于薄—中层倾斜层状岩体中的深埋隧道常会产生地质顺层偏压的问题,导致隧道局部塌方、偏压变形及支护结构破坏。本文以郑万线某隧道为例,采用理论分析、数值模拟方法对深埋顺层隧道的破坏机理及不同结构面参数下的破坏规律展开了研究... 处于薄—中层倾斜层状岩体中的深埋隧道常会产生地质顺层偏压的问题,导致隧道局部塌方、偏压变形及支护结构破坏。本文以郑万线某隧道为例,采用理论分析、数值模拟方法对深埋顺层隧道的破坏机理及不同结构面参数下的破坏规律展开了研究。研究结果表明:(1)深埋顺层偏压隧道洞周围岩将根据其切向应力与结构面夹角的不同发生岩层拉裂破坏、结构面剪切破坏及岩体自身破坏,其中切向应力与结构面平行位置,即反倾侧拱腰及顺倾侧拱脚位置主要发生拉裂破坏,此处围岩塑性区范围最广,围岩位移最大,围岩处于极不稳定状态;(2)顺层偏压隧道的破坏规律与结构面强度参数有直接关系,围岩塑性区范围及围岩位移均随着结构面摩擦角的增大而降低,且降低趋势逐渐放缓,当结构面摩擦角达到岩体摩擦角后,结构面摩擦角继续增加对围岩稳定性影响较小;(3)围岩塑性区及围岩位移场偏压分布特征随结构面倾角的变化而整体旋转,且对于隧道底部而言,结构面最不利倾角为0°,此时隧底最大上鼓量大于其他倾角下的最大上鼓量;对于隧道拱部而言,最不利倾角为40°,此时洞周最大收敛值大于其他倾角下的最大收敛值,最不利位置位于反倾侧拱腰。 展开更多
关键词 隧道 顺层偏压 围岩稳定性 围岩位移 破坏机理
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巷道开挖围岩能量释放与偏应力应变能生成的分析计算 被引量：21
10
作者 潘岳 王志强 吴敏应 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期663-669,共7页
巷道开挖,围岩能量释放,同时在围岩中产生偏应力。围岩应力是原岩应力与偏应力的叠加,偏应力或偏应力能控制岩体破坏。在静水压力p0和岩体体积应变为0的条件下,利用文[1]在弹性、非线性软化本构模型导得的巷道围岩应力分布表达式,用重... 巷道开挖,围岩能量释放,同时在围岩中产生偏应力。围岩应力是原岩应力与偏应力的叠加,偏应力或偏应力能控制岩体破坏。在静水压力p0和岩体体积应变为0的条件下,利用文[1]在弹性、非线性软化本构模型导得的巷道围岩应力分布表达式,用重积分计算了围岩弹性区和软化区中的偏应力应变能Ud,证明了Ud可以简捷地用地应力p0关于巷壁位移ua做一次积分再乘巷壁周长的途径来得到,阐述了该计算途径的原理。巷道开挖过程围岩释放的能量等于围岩压力pa关于ua的积分乘巷壁周长。由此,可通过p0～ua曲线、pa～ua曲线所围面积的几何形式,表示围岩偏应力能、围岩弹性能释放量随ua变化的情况。所得研究结果可以深化围岩由于开挖产生的力学响应及挖成后围岩工况规律的认识。 展开更多
关键词 巷 隧道 巷壁位移 围岩压力 围岩能量释放 偏应力应变能
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基于BP神经网络-马尔科夫链模型的隧道围岩位移预测 被引量：27
11
作者 龙浩 高睿 +1 位作者 孔德新 刘鹏 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2013年第3期40-43,55,共5页
在隧道工程施工中,围岩位移预测起着很重要的作用。将BP神经网络-马尔科夫链模型引入到隧道围岩位移预测中来,通过对训练样本的学习,利用BP神经网络实现了对位移时间序列的滚动预测,同时得到了实测值与预测值的相对误差;在此基础上利用... 在隧道工程施工中,围岩位移预测起着很重要的作用。将BP神经网络-马尔科夫链模型引入到隧道围岩位移预测中来,通过对训练样本的学习,利用BP神经网络实现了对位移时间序列的滚动预测,同时得到了实测值与预测值的相对误差;在此基础上利用马尔科夫链对相对误差进行修正,有效地提高了预测结果的精度。并将该模型应用于某公路隧道拱顶下沉位移时序预测中,结果表明该模型具有精度高、科学可靠的特点,为隧道围岩变形的预测提供了新的途径。 展开更多
关键词 位移预测 BP神经网络 马尔科夫链 隧道围岩
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基于现场位移监测数据统计分析的隧道围岩稳定性研究 被引量：27
12
作者 吴秋军 王明年 刘大刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期359-364,共6页
在隧道施工过程中,位移监测数据常作为现场判定围岩稳定性的最重要依据,很多时候甚至是惟一的依据。但是,在我国的隧道设计过程中,目前还没有建立基于位移的隧道围岩稳定性判别基准,主要原因是不同岩性、不同地质环境下,围岩的位移差距... 在隧道施工过程中,位移监测数据常作为现场判定围岩稳定性的最重要依据,很多时候甚至是惟一的依据。但是,在我国的隧道设计过程中,目前还没有建立基于位移的隧道围岩稳定性判别基准,主要原因是不同岩性、不同地质环境下,围岩的位移差距可能很大。此外,洞形、跨度、埋深等因素都可能会影响围岩位移的大小。不过,通过对现场的监测位移数据进行统计分析表明,在一般围岩条件下,对于同一级别的围岩,其相对位移值分布在相对较窄的范围内,而对不同级别的围岩,其相对位移值则有较为明显的差异。基于这一特性,可针对不同级别的围岩,通过现场位移监测数据进行统计分析方法建立围岩稳定性的判别基准,并作为围岩分级的基本依据。随着以新奥法和控制围岩变形为主旨思想的矿山法在高速铁路、高速公路隧道的大量应用,这种基于相对位移的围岩判别标准及分级方法将隧道设计更加符合当前的隧道施工技术水平。 展开更多
关键词 隧道 位移监测 围岩稳定性 统计分析 判别基准
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公路隧道围岩分级的集对分析模型 被引量：18
13
作者 王迎超 徐兴华 +1 位作者 刘永莉 周路军 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期114-119,共6页
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W 5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... 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W 5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. 展开更多
关键词 隧道工程 围岩分级 集对分析法 联系度 指标体系
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大断面黄土隧道开挖引起的围岩力学响应 被引量：36
14
作者 扈世民 张顶立 王梦恕 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期50-55,共6页
以胡麻岭隧道为工程背景,采用现场监测与三维数值模拟结合的方法,分析隧道开挖后黄土围岩应力场、位移场与塑性区的变化规律;同时对台阶法施工中影响围岩力学响应的因素进行分析。结果表明:围岩接触压力分布很不均匀;拱腰、墙角和边墙... 以胡麻岭隧道为工程背景,采用现场监测与三维数值模拟结合的方法,分析隧道开挖后黄土围岩应力场、位移场与塑性区的变化规律;同时对台阶法施工中影响围岩力学响应的因素进行分析。结果表明:围岩接触压力分布很不均匀;拱腰、墙角和边墙是施工过程中的薄弱环节,应加强支护刚度,设置锁脚锚杆或扩大拱脚;建议取消拱部系统锚杆,既有利于控制围岩变形又可减少工程投资;支护结构调整了围岩应力的分配,改善了应力集中且控制了塑性区的发展,故应坚持"及时支护、及早封闭成环"的原则;上台阶支护对控制拱顶沉降起着关键作用,施工中应引起足够重视;拱顶沉降在变形允许范围内,说明现行支护设计参数满足安全性要求;掌子面空间效应的影响范围约为其前方2～3倍洞径;数值计算结果与现场实测结果基本吻合。 展开更多
关键词 大断面隧道 黄土隧道 围岩应力场 位移场 塑性区 台阶法
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隧道洞顶围岩竖向全位移量测及变化规律研究 被引量：12
15
作者 李又云 张志耕 +1 位作者 谢永利 刘保健 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1703-1708,1715,共7页
围岩内部位移通常是在工作面开挖后再进行量测,因而导致现场量测结果存在一定损失。为得到隧道施工过程中围岩内部位移的变化规律,自行研制开发了适用于量测隧道洞顶围岩竖向全位移的多点位移测试仪,该仪器具有测试原理简单、现场埋设... 围岩内部位移通常是在工作面开挖后再进行量测,因而导致现场量测结果存在一定损失。为得到隧道施工过程中围岩内部位移的变化规律,自行研制开发了适用于量测隧道洞顶围岩竖向全位移的多点位移测试仪,该仪器具有测试原理简单、现场埋设方便、测试数据精度高的特点,且比传统多点位移计的测点多。结合阿拉坦隧道,利用该仪器对隧道洞顶处的围岩内部位移进行了量测,得到了隧道浅埋段洞顶围岩内部位移的变化规律,经分析发现,如果采用传统多点位移计进行洞内量测围岩内部位移的方式,围岩内部位移的损失程度将达25%以上,这将给围岩稳定性的判定造成直接影响;此外,通过对监控数据的分析,还得到了隧道开挖引起的围岩松弛范围。其结果对隧道的开挖与支护具有重要指导意义。 展开更多
关键词 隧道工程 围岩内部位移 监控量测 数据分析
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基于Hoek-Brown准则的隧道围岩屈服接近度分析 被引量：18
16
作者 柳群义 朱自强 +1 位作者 钟正强 何现启 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2447-2451,共5页
为了建立Hoek-Brown准则围岩稳定性评判标准,通过理论分析,推导了Hoek-Brown准则和Mohr-Coulomb准则的关系以及Hoek-Brown准则参数表征的屈服接近度(YAI)函数;通过FLAC3D建立隧道三维数值模型,编制相应Hoek-Brown屈服接近度YAIhb的程序... 为了建立Hoek-Brown准则围岩稳定性评判标准,通过理论分析,推导了Hoek-Brown准则和Mohr-Coulomb准则的关系以及Hoek-Brown准则参数表征的屈服接近度(YAI)函数;通过FLAC3D建立隧道三维数值模型,编制相应Hoek-Brown屈服接近度YAIhb的程序,分析了材料参数和应力变化的影响。结果表明:①自编程序计算的YAIhb=1区域与FLAC3D计算的塑性区分布范围相同,验证了程序的正确性,并且屈服接近度能够表征各单元的屈服程度,优于塑性区判定标准。②随着地质强度指标GSI的增大,YAIhb逐渐减小,两者之间的关系采用3次多项式进行拟合的精度较高;YAIhb随岩石单轴压缩强度σci的增大而减小,采用指数方程对两者的关系进行拟合,能得到较高的相关系数;随着单元损伤的加剧,其屈服接近度逐渐增大,表征单元破坏程度增大,YAIhb和岩体损伤指标D之间符合双曲线分布规律。③最大主应力σ1增大引起YAIhb减小,两者表现出显著的线性关系;中间主应力σ2增大引起YAIhb呈现先增大后减小的趋势,可用3次多项式曲线对其关系进行拟合;YAIhb随着最小主应力σ3的增大而线性增大。 展开更多
关键词 隧道 围岩 稳定性 HOEK-BROWN准则 屈服接近度
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基于复变函数方法的水下隧道围岩弹性分析 被引量：12
17
作者 蔚立元 陈晓鹏 +1 位作者 韩立军 王迎超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期345-351,共7页
水下隧道属于浅埋隧道,故其围岩的应力位移分析从力学角度可简化为含圆孔半平面弹性体在水平边界上受任意分布荷载的问题。与深埋隧道不同,浅埋隧道围岩分析在数学处理上历来存在较大的困难。借助Verruijt提供的共形映射函数,把含圆孔... 水下隧道属于浅埋隧道,故其围岩的应力位移分析从力学角度可简化为含圆孔半平面弹性体在水平边界上受任意分布荷载的问题。与深埋隧道不同,浅埋隧道围岩分析在数学处理上历来存在较大的困难。借助Verruijt提供的共形映射函数,把含圆孔半无限平面映射为圆环域,然后将像平面上的解析函数展成Laurent级数,利用Muskhelishvili的复变函数解法,求得问题的应力场和位移场,最后用Fortran语言编写了计算程序。利用该程序给出一个水下隧道算例的围岩应力、位移结果,并分析了其受力变形特点。 展开更多
关键词 水下隧道 复变函数 共形映射 围岩 应力场和位移场
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某深埋长隧地应力演化及围岩应力位移模拟研究 被引量：15
18
作者 靳晓光 李晓红 +3 位作者 艾吉人 杨君 康勇 王建华 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 2004年第1期40-43,共4页
结合西部地区某深埋长大公路隧道信息化施工 ,对深埋长隧地应力演化及围岩应力位移进行了弹塑性有限元数值模拟研究。研究结果表明 ,隧道轴线现代地应力状况与隧道埋深、地层岩性及构造发育程度有关 ,最大地应力为40 0MPa左右 ;隧道周... 结合西部地区某深埋长大公路隧道信息化施工 ,对深埋长隧地应力演化及围岩应力位移进行了弹塑性有限元数值模拟研究。研究结果表明 ,隧道轴线现代地应力状况与隧道埋深、地层岩性及构造发育程度有关 ,最大地应力为40 0MPa左右 ;隧道周边围岩应力在曲边墙底部最大 ,约 3 8 0MPa ,隧道开挖引起的围岩应力影响范围约 2 5 0m ;隧道水平收敛和拱顶下沉位移与隧道埋深近于成直线关系。这些研究结果为深埋长隧信息化设计和施工以及围岩稳定性分析提供了科学依据。 展开更多
关键词 地应力演化 围岩应力位移 深埋长隧道 数值模拟 公路隧道
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深部高应力下不同巷道掘进速率对围岩稳定性的影响 被引量：9
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作者 秦二涛 李夕兵 +2 位作者 何忠国 马春德 万串串 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期17-20,共4页
研究了不同加卸荷速率条件下岩石破坏特性及其蠕变性质,结果表明,加卸荷速率越大,岩体的强度越大,蠕变越小。同时以金川二矿区巷道掘进工作面的工程地质情况及生产技术条件为背景,研究了掘进速度对巷道围岩稳定性的影响。研究结果表明:... 研究了不同加卸荷速率条件下岩石破坏特性及其蠕变性质,结果表明,加卸荷速率越大,岩体的强度越大,蠕变越小。同时以金川二矿区巷道掘进工作面的工程地质情况及生产技术条件为背景,研究了掘进速度对巷道围岩稳定性的影响。研究结果表明:掘进扰动在工作面前方和巷道周围尤其在四个角点位置引起围岩破坏,随着掘进速率的增加,破坏区体积减小;岩体开挖卸载导致掘进工作面前方及两帮形成耳状应力集中区,随着推进速度的加快,掘进工作面前方应力区向工作面移动,围岩应力及应力区面积均减小;掘进扰动引起围岩的位移变形,最大位移发生在巷道顶底部,随着掘进速率的增加,围岩的位移减小。现场生产时适当加快工作面掘进速率,有利于保持巷道的稳定及改善巷道维护状态。 展开更多
关键词 高应力 掘进速率 破坏特性 应力转移 位移蠕变 围岩 巷道 稳定性
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隧道围岩位移的灰色优化模型预测 被引量：19
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作者 靳晓光 李晓红 +1 位作者 高芃 亢会明 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期1-5,共5页
传统灰色GM(1,1)模型 ,多适用于等间距和低增长序列监测数据的模拟预测 ;对非等间距和高增长序列 ,一般经过等间距处理或经过复杂的变换建立非等间距模型进行预测 ,且往往产生较大的滞后误差。在时间序列 [k ,k + 1]区间上 ,用n个小区... 传统灰色GM(1,1)模型 ,多适用于等间距和低增长序列监测数据的模拟预测 ;对非等间距和高增长序列 ,一般经过等间距处理或经过复杂的变换建立非等间距模型进行预测 ,且往往产生较大的滞后误差。在时间序列 [k ,k + 1]区间上 ,用n个小区间的梯形面积代替 [k ,k + 1]区间上GM(1,1)函数曲线对应的面积 ,以优化提高背景值z( 1) (k + 1)的精度。这种以优化灰色模型背景值为基础构建的灰色优化模型 ,普遍适用于隧道围岩位移等间距或非等间距以及低、高增长监测数据序列的位移预测 ,能很好地模拟预测隧道围岩位移的Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型时序变化特征 。 展开更多
关键词 隧道 围岩位移 监测序列 灰色优化模型 模拟预测
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