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基于收敛-约束的岩溶隧道支护时机研究
2024年
溶洞对于隧道的稳定性有较大的影响,而进行及时的支护施做能够保障岩溶隧道的施工安全。文章以笔花山隧道为例,采用数值模拟方建立岩溶隧道分析模型,将溶洞的相对位置和大小作为主要影响因素,包括溶洞与隧道之间的净距和环向位置、溶洞直径,并分析其对硐室围岩位移的影响。通过硐室位移和单元状态指标Z SI,结合收敛-约束,综合判断岩溶隧道支护的施做时机。结果表明,相较于净距和溶洞直径,溶洞环向位置对隧道稳定性影响更大。由于溶洞的影响,硐室不同位置处的位移发展规律并不相同,因此较难以某一种位移特征来判断隧道是否进入弹塑性状态。而Z SI可以更直观地展现出岩溶隧道的状态,从而为合理地确定岩溶隧道支护施做时机提供帮助。
张聚文李永鑫
关键词:岩溶隧道收敛-约束法
基于收敛——约束的剪胀——软化型隧道围岩——支护结构相互作用被引量:1
2024年
目前的隧道围岩支护结构计算方未能很好地同时考虑围岩剪胀及软化特性和中间主应力的共同影响。首先介绍了考虑岩石剪胀及软化效应的隧道围岩力学模型及考虑中间主应力的广义SMP强度准则。而后,根据收敛约束中隧道纵向变形曲线、围岩特征曲线、支护特征曲线的相互关系,建立了能够同时考虑隧道围岩剪胀及软化特性和中间主应力影响的隧道围岩—支护结构相互作用力学模型,并验证了其合理性。最后,采用敏感性分析分别探讨了地应力参数、支护结构参数和岩石参数对围岩最终位移、支护结构最终支护力及变形量的影响。结果表明:地应力的增加将导致围岩变形及塑性区增大,所需支护力增加。中间主应力系数对计算结果有较大影响,应予以考虑;支护结构弹性模量的增加可以提高支护力,并大幅度减少围岩和支护结构变形;岩石弹性模量及临界软化系数的增加可以降低围岩变形及支护结构受力。
赵浩刘文学周书东张光雄刘红岩
关键词:中间主应力参数敏感性分析
基于收敛-约束的隧道寿命评估方研究
随着我国隧道建设的大量兴起,对于隧道建设期间的研究国内外众多学者已对其展开研究目前取得了众多成果,但隧道建设并不仅仅着重于前期施工阶段,对于建成后运营期间的安全性评估、维修同样至关重要。为了使隧道能在设计服役年限内正常使...
王举
关键词:隧道养护收敛-约束法安全系数
收敛-约束在软岩隧道设计与开挖中的应用
2023年
本文以某软岩隧道的现场监控量测数据为基础,先进行回归分析得出围岩的变形曲线;然后利用相关数值模拟软件对软岩开挖过程中的变形情况进行模拟分析;最后基于收敛约束理论并基于实际情况对其进行安全性评价。最终研究结果表明,当支护设计采用的是弹塑性模型时结构的整体安全性较低,因此在实际工程中应考虑应变的软化条件,这样在提高围岩安全系数同时亦能更符合实际工程状况。
王鸿
关键词:软岩隧道收敛-约束法监控量测FLAC3D
基于收敛-约束的广西某隧道围岩支护时机研究
2023年
隧道开挖后支护时机的选择对隧道的安全建设具有重要影响。文章以广西天峨县境内岗岭隧道为研究案例,采用基于收敛-约束的隧道支护时机确定方,通过隧道开挖弹塑性变形解析计算、支护结构的力-变形响应分析及联合支撑结构作用下隧道的收敛-约束状态分析,将岗岭隧道开挖后拱顶沉降达到3.87 mm时确定为围岩最佳支护时机。研究结果可为我国西部和南部同类型山岭隧道支护时机的选择提供参考。
周小生陈嘉臻李宇峰潘宇
关键词:收敛-约束法
基于收敛-约束的隧道钢架的支护特征曲线计算方
本发明涉及隧道施工技术领域,具体涉及一种基于收敛约束的隧道钢架的支护特征曲线计算方。通过钢架、锚杆和垫块构建考虑预应力的隧道钢架系统,进而获取该隧道钢架系统的结构参数和预应力常量,充分考虑了钢架、锚杆和垫块之间的相...
刘敏江星宏余国红李科何江陵邱志雄黄哲学曾鹏
基于收敛-约束的软岩隧道初支时机估算——以义永公路枫坑隧道为例被引量:5
2023年
合理确定支护施作时机,是确保围岩-支护结构体系共同响应的基础。通过对Unlu和Gercek推导的围岩纵向变形曲线方程(位移释放系数)研究,在综合考虑泊松比和弹性模量以及黏聚力、内摩擦角、爆破参数等提出优化改进;并运用FLAC3D分析改进围岩纵向变形曲线方程的合理性和有效性。结果表明:围岩纵向变形曲线方程与弹性模量以及黏聚力、内摩擦角呈非线性正比关系,与爆破参数呈非线性反比关系;通过对比现场监测数据与理论计算数据发现Unlu和Gercek推导围岩纵向变形曲线方程在x≥0段偏差较大,提出增加“扩大收敛函数”提高其精度,相关系数由原来的R^(2)=0.8,提高到R^(2)=0.97;而且改进后的围岩纵向变形曲线方程与数值模拟结果能更好地相吻合,进一步证实改进后的围岩纵向变形曲线方程更具有合理性和实用性;提出围岩位移增量出现陡增点时的位移释放系数值为施加支护的最佳时机,得出Ⅲ级围岩在长台阶施工施作时,距掌子面x=2.45 m处开始施作支护为最佳,Ⅳ级围岩在采用CRD(Cross Diaphragm)工施作时,距掌子面x=1.75 m处开始施作支护为最佳。
梁译文查文华吴波刘造保杨明刘小虎
基于收敛约束的软岩隧道施工安全分析
软弱围岩是指强度低、承载能力差、岩体软弱、风化严重、节理裂隙发育的破碎围岩,在隧道开挖过程中常常出现围岩大量削落、不能自稳、坍塌等现象。本文以某隧道监控量测数据为基础,通过对现场监控量测数据进行回归分析,得出围岩特性曲线...
舒明旺
基于收敛-约束的深部巷道围岩与支护相互作用机制研究
随着煤炭开采强度增大,浅部煤炭资源逐渐枯竭,煤矿开采深度不断增加。一方面,深部岩体处于“三高一扰动”的复杂地质力学环境,表现出明显的峰后应变软化与扩容大变形特征,是造成深部巷道大变形破坏的重要原因,研究深部岩体峰后强度和...
王从凯
关键词:深部巷道收敛-约束法
基于收敛-约束和ZSI的隧道初期支护时机研究被引量:11
2020年
为了解决隧道开挖后初期支护的时机问题,提出了基于收敛约束原理和围岩局部安全评价方单元状态指标(Zone State Index,ZSI)的初期支护时机确定方。该方首先计算得到隧道的围岩特征曲线,结合围岩位移速率先对最佳支护时机对应的围岩应力释放率进行初步判定;然后再利用单元状态指标ZSI对围岩局部稳定性进行确认评价,增加了支护时机选择的正确性。最后以相同变量围岩位移为基础将围岩特征曲线和纵向变形曲线进行耦合分析,建立起应力释放率和掌子面与监测断面间距之间的对应关系,得出以支护与掌子面控制间距为依据的最佳支护时机选择。以甄峰岭2号隧道为例,建立FLAC^3D有限差分数值模型,采用该方确定了多种工况下隧道合理的支护时机。研究结果表明,围岩特征曲线的形状和斜率受围岩级别和隧道埋深的影响较大;以单元状态指标ZSI与围岩位移速率相印证,可以增加支护时机选择的准确性,为隧道支护时机的选择方提供了一种新思路;计算所得的支护与掌子面的控制间距对实际工程起到很好的指导作用。
张子龙姜谙男吴洪涛焦明伟
关键词:隧道数值模拟

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孙闯
作品数:90被引量:340H指数:11
供职机构:辽宁工程技术大学
研究主题:围岩 数值模拟 收敛-约束法 深部 隧道
张向东
作品数:505被引量:2,106H指数:21
供职机构:辽宁工程技术大学
研究主题:风积土 数值模拟 ADINA ADINA软件 软岩
陈寅奕
作品数:4被引量:19H指数:1
供职机构:上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
研究主题:复合支护 FLAC3D 隧道设计 收敛-约束法 隧洞围岩
张建俊
作品数:47被引量:154H指数:6
供职机构:辽宁工程技术大学
研究主题:风积土 深立井 胶凝 开挖 试件
李浩
作品数:52被引量:214H指数:8
供职机构:江苏省交通规划设计院股份有限公司
研究主题:隧道 高速公路 隧道工程 地表位移 隧道施工