隧道围岩变形的尺寸效应研究     

刘建友  赵勇  李鹏飞 《岩土力学》2013,34(8):2165-2173

通过分析不同结构围岩的变形机制研究隧道变形的尺寸效应,研究结果表明隧道围岩变形的尺寸效应与围岩的变形机制存在密切的关系。围岩中由于结构面的存在使围岩的变形机制复杂多样,主要包括材料变形和结构变形两大类,围岩变形的尺寸效应也主要体现在材料变形和结构变形两方面。围岩材料变形包括弹性变形和塑性变形,均与围岩断面尺寸呈线性比例关系;围岩结构变形的尺寸效应表现为：（1）围岩结构类型随隧道断面尺寸的增大而发生改变,不同类型的围岩其变形机制不同,不同变形机制产生的围岩变形量相差较大;（2）在同一种围岩结构下,相同变形机制产生的围岩变形量也会随着隧道尺寸增大而呈现不同的变化规律,如在块状围岩中,隧道周边不可动块体会随着隧道断面尺寸的增大而转化成可动块体,从而发生滑动或者滚动变形,甚至坍塌;在层状围岩中,岩层的弯曲变形与隧道断面尺寸的平方成正比。  相似文献   

直墙拱形巷(隧)道岩爆试验及劈裂与剪切分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

张晓君  王栋  肖超  郑怀昌 《岩土力学》2013,34(Z1):35-40

针对岩爆试验及监测研究的不足,开展了直墙半圆拱形巷（隧）道岩爆单轴压缩试验、声波监测及岩爆破裂的劈裂与剪切分析。结果表明,巷（隧）道围岩呈现起伏粗糙破裂面和劈裂后的薄块体,试样整体也呈现出明显的劈裂岩爆现象;波速可以很好地反映围岩内部损伤演化进程,将围岩波速由持续不变到开始变小点作为临界损伤点,可以通过监测波速变化进行围岩岩爆的预测预报;通过监测声波波形尤其是对波形稀疏、周期变长的监测,可以很好地掌握围岩内部的全程发展变化情况;通过综合监测声波的波速、波形稀疏、周期变长,达到定性、定量相结合,及时、准确地预测、预报岩爆,以保障人员、设备安全;得出了由应力强度比和压拉比来判定劈裂岩爆发生的综合表达式以及与应力强度比岩爆烈度分级标准相对应的压拉比数值;劈裂岩爆发生的应力强度比即应力判据在0.27～0.80之间（R为10～30时）;随着满足劈裂岩爆发生的应力强度比的增大,其越接近满足剪切破坏条件,破坏主要形式将向剪切破坏方向发展。  相似文献   

Seismic response of a cut‐and‐cover tunnel isolated by polymer material     

Satoshi Kiryu  Yoshitaka Murono  Hitoshi Morikawa 《地震工程与结构动力学》2012,41(14):2043-2057

An effective method for the seismic retrofitting of the sidewalls of cut‐and‐cover tunnels has not yet been established. Thus, a new method of seismic retrofitting for cut‐and‐cover tunnels, called the ‘polymer isolation method’, is developed here. In this method, thin walls made of polymer materials, called ‘isolation walls’, are inserted between the ground and the sidewalls of a tunnel. We demonstrate the effectiveness of the proposed method in reducing the seismic response of tunnels by using some numerical simulations. It is found that the proposed method depends on the thickness of the soil cover over the tunnel and the ratio of the stiffness between the soil and the structure. Furthermore, a simple chart is proposed for convenience to represent the applicability of the polymer isolation method to the design of seismic retrofits for cut‐and‐cover tunnels. Although this particular chart has been obtained through a limited case, some other typical cases in which the chart can also be implemented for special conditions are addressed, and the applicability and the limitations of this chart are suggested for possible conditions of the ground and of tunnel structures. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

聚焦电流法隧道超前探测导电纸模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨庭伟  阮百尧  周丽  段长生 《矿产与地质》2009,23(4):362-366

为了解决传统直流电法隧道超前探测易受旁侧影响的问题,文章根据侧向测井的电极系布置,研究和提出了三种聚焦电流法隧道超前探测电极布置方式。在导电纸实验中,通过不同的电极排列方式和实验参数设置,研究和分析了聚焦电流法隧道超前探测效果的影响因素及其探测曲线特征。导电纸实验表明：聚焦电流法具有较好的超前探测效果,并且数据处理解释简单。  相似文献   

隧道工程围岩大变形类型与机制研究   总被引：20，自引：1，他引：19  

姜云  李永林  李天斌  王兰生 《地质灾害与环境保护》2004,15(4):46-51

通过对国内外隧道工程在施工和运营中以及正在施工的公路隧道遇到的围岩大变形问题的分析研究,在对围岩大变形进行定义的基础上,对围岩大变形进行了类型和机制划分,对我国今后长大深埋隧道工程大变形地质灾害的预测和防治具有重要意义。  相似文献   

基于统一强度理论深埋圆形隧道围岩的剪胀分析     

王凤云  钱德玲 《岩土力学》2019,40(5):1966-1976

基于连续介质理论中岩体的剪胀角与围压和塑性剪切应变密切相关,隧洞周边岩体的应力状态因开挖卸荷而发生应力重分布,迫使其围压由原地应力逐渐衰减,塑性剪切应变不断增加,引起剪胀效应呈非线性变化。首先,基于统一强度理论和非关联流动法则,将潜在塑性区围岩按等围压释放划分为若干同心圆,提出了考虑中间主应力和非线性剪胀性的有限差分法,计算应变软化围岩的力学问题,并以实例验证其正确性。其次,通过参数分析,研究塑性区内岩体的剪胀角受中间主应力、临界软化系数和支护力的影响规律。研究结果表明,中间主应力主要影响剪胀角的峰值,随着中间主应力效应增加,剪胀峰值增加;临界软化系数主要影响剪胀角的变化率,随着临界软化系数的增加,剪胀角变化缓慢;中间主应力和临界软化系数共同影响塑性区剪胀角的变化;随着支护力的增加,洞壁处的剪胀角增加;双剪强度理论计算的位移值较小,应谨慎采用,同时采用Mohr-Coulomb强度准则时可以适当考虑围岩的承载潜力。  相似文献   

双线盾构施工时邻近地下管线安全性判别     

魏纲  林雄  金睿  丁智 《岩土力学》2018,39(1):181-190

研究双线盾构隧道施工时邻近地下管线的安全性判别方法。基于Winker弹性地基梁模型,考虑管土效应,建立连续管线应变与地表沉降关系式;假设管线位移与土体位移相同,建立非连续管线接头转角与地表沉降关系式;同时考虑管线老化,定义与时间相关的折减系数,建立一种通过测量地表沉降值即可判断管线安全性的方法。当管线应变或接头转角为安全允许值时,对应的地表沉降即为控制值。施工时,若地表沉降超过该值,则表明管线存在危险。该方法将不易监测的管线状态转化为可见的地表沉降。研究结果表明：预测值与实测值的对比说明了所提方法具有可靠性;双线隧道水平间距L值对地表沉降控制值的影响非常大。当L较小时,最大值出现在两隧道中轴线处;当L较大时,最大值出现在隧道轴线上方附近处;随着L的增大,最大控制值逐渐减小。  相似文献   

平面P波入射下浅埋平行双洞隧道注浆加固减震机制     

王帅帅  高波  范凯祥  申玉生  张涛 《岩土力学》2018,39(2):683-690

地震动作用下小净距隧道双洞之间存在动力放大效应,依托某强震区小净距盾构隧道工程,基于傅里叶贝塞尔级数展开法,给出了平面P波垂直入射下地下半空间弹性介质中圆形双洞复合式衬砌洞室动应力解析解,深入研究了洞室间距、隧道全环注浆加固参数对衬砌动应力集中的影响。研究表明：洞室间距对衬砌的动应力有显著影响,随着洞室之间距离减小,左右洞室衬砌动应力明显放大;2.5倍洞径可以作为双洞洞室动力临界净距,当洞室间距小于2.5倍洞径时,应进行抗减震设计;注浆全环加固隧道周边土体,可以明显降低衬砌动应力,随着注浆加固区土体刚度增加,衬砌动应力幅值减小;结合工程实际,建议注浆加固区厚度取0.5倍的洞室半径值,加固区岩体和围岩剪切波速度之比取1.2。  相似文献   

Reliability assessment of ultimate limit state of twin caverns     

Wengang Zhang 《Geomechanics and Geoengineering》2017,12(1):48-59

Construction of a cavern in close proximity to an existing cavern modifies the state of stresses and movements in a zone around the existing cavern, as some degree of interaction between these two caverns generally takes place. This study investigates the interaction of two parallel caverns and the influence of such interaction on stress-induced global stability in terms of a global factor of safety. A series of finite difference analyses were performed to derive the global factor of safety of a system of two parallel and adjacent caverns. A mathematical response surface model was then built using the multivariate adaptive regression splines (MARS) approach and a series of charts based on this surrogate model were developed to relate the global factor of safety to the critical parameters. The built MARS model is of high accuracy and is simple to interpret and can be used to perform probabilistic assessment of ultimate limit state of twin caverns.  相似文献   

穿越公路偏压小净距隧道施工方法探讨   总被引：2，自引：0，他引：2  

唐明明  王芝银  李云鹏 《岩土力学》2011,32(4):1163-1168

西康高速公路长哨小净距隧道地形复杂特殊,尤其在出口段存在浅埋、偏压现象,且左隧道覆盖层上部为陕西省S102省道,隧道开挖期间,省道正常开通。为研究隧道开挖方式对省道路面沉降及洞室开挖后围岩稳定性的影响,通过建立符合实际地形的三维模型,分别针对上下台阶法、留核心土法、侧壁导坑法3种开挖方法进行了数值模拟,对不同开挖方式隧道不同位置的塑性区、围岩变形及地表沉降进行了分析,提出了符合实际的开挖施工方案,并同实际现场监测数据进行了比较。研究结果表明,采用上下台阶开挖法实现省道下的小净距隧道穿越方式,可保证施工期间省道的正常运行及隧道围岩的稳定性。  相似文献