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水平层状围岩隧道稳定性及破坏机理研究 被引量：29
1
作者 涂瀚 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2018年第9期75-79,87,共6页
研究目的:水平层状砂质板岩隧道围岩施工稳定性是一个难点,为研究水平层状砂质板岩围岩隧道在不同影响因素下的安全稳定性,本文以同马山隧道工程为依托,对水平层状砂质板岩隧道的稳定性及破坏机理进行研究。研究结论:(1)随着岩层厚度减... 研究目的:水平层状砂质板岩隧道围岩施工稳定性是一个难点,为研究水平层状砂质板岩围岩隧道在不同影响因素下的安全稳定性,本文以同马山隧道工程为依托,对水平层状砂质板岩隧道的稳定性及破坏机理进行研究。研究结论:(1)随着岩层厚度减小,洞室爆破开挖后成形困难程度增加,拱顶塌落范围增大,边墙、拱顶等位置破碎程度增加;(2)随着岩体坚硬程度及层理面结合程度降低,洞室由边墙部位发生轻微破坏到整体发生较大变形,成形困难,其中层理面对隧道洞室成形影响的最大段落是破碎带和裂隙带;(3)洞室失稳破坏是围岩压力与爆破动载共同作用的结果,拱顶与边墙处最易发生破坏,拱顶处破坏程度最大,边墙次之,拱腰处最小;(4)本研究成果可为水平层状围岩隧道的建设提供参考。 展开更多
关键词 隧道工程 水平层状围岩 稳定性 破坏机理
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基于3DEC模拟的高地应力水平层状隧道围岩变形破坏特征分析 被引量：13
2
作者 王亚琼 杨强 +3 位作者 潘红伟 高启栋 张士朝 王志丰 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期127-136,146,共11页
为深入研究高地应力环境下水平层状隧道围岩变形破坏特征,以云南昭乐高速轿顶隧道为工程背景,分析了现场地应力测试结果与围岩变形破坏情况,采用三维离散元(3DEC)数值模拟方法,分别研究不同岩层厚度d、地应力水平s及侧压力系数k条件下... 为深入研究高地应力环境下水平层状隧道围岩变形破坏特征,以云南昭乐高速轿顶隧道为工程背景,分析了现场地应力测试结果与围岩变形破坏情况,采用三维离散元(3DEC)数值模拟方法,分别研究不同岩层厚度d、地应力水平s及侧压力系数k条件下隧道围岩变形与破坏规律,并对水平层状隧道围岩的受力特征及变形破坏机理进行探讨。结果表明:水平层状围岩变形沿隧道中轴线对称分布,节理方向与隧道轮廓相切处围岩位移最大,节理方向与隧道轮廓正交处围岩位移最小;随着层厚的增加,隧道围岩位移量逐渐减小,厚度在0~0.3 m时位移变化较快,超过0.3 m时变化减缓,当层厚达到3.0 m时位移量基本趋于稳定;随着地应力水平的增大,隧道围岩位移量逐渐增大,且变化速率保持稳定;随着侧压力系数的增大,隧道围岩位移量逐渐增大,且拱腰处位移增大最为显著。在高地应力环境下,若围岩层状节理发育,即便岩石本身强度较大,仍有可能发生强烈的挤压变形,表现出软岩大变形的特征。 展开更多
关键词 高地应力 水平层状围岩 岩层厚度 地应力水平 侧压力系数 3DEC模拟
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水平层状围岩隧道初期支护参数研究 被引量：9
3
作者 苑俊廷 《铁道建筑》 北大核心 2016年第4期56-59,共4页
针对水平岩层的工程地质特性,依托吕梁—临县铁路车赶隧道工程实例,依据室内室外试验、现场监测结果综合分析在该类岩层中隧道开挖支护的锚杆轴力、围岩压力、钢架应力及喷射混凝土应力的变化规律,探讨初期支护参数的合理性。结果表明:... 针对水平岩层的工程地质特性,依托吕梁—临县铁路车赶隧道工程实例,依据室内室外试验、现场监测结果综合分析在该类岩层中隧道开挖支护的锚杆轴力、围岩压力、钢架应力及喷射混凝土应力的变化规律,探讨初期支护参数的合理性。结果表明:拱部锚杆受力较大,边墙锚杆受力很小,可取消边墙锚杆,适当增加拱部锚杆长度;开挖后围岩压力释放较快,建议在不良地质段或有水地段增设超前支护;全环安设格栅拱架偏于安全,可优化为仅对拱部增加格栅拱架,形成"格栅拱架拱部带帽+锚网喷"支护;水平岩层施工控制的关键点在拱部,当围岩较差或遇水时,可优先考虑对拱部围岩采用超前小导管注浆加固。采用优化后的初期支护参数安全顺利地通过了水平岩层地段,说明支护参数取值合理。 展开更多
关键词 隧道 水平岩层 工程特性 初期支护参数 合理性
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高地应力水平层状Ⅲ级围岩隧道支护结构变形控制措施研究与实践 被引量：9
4
作者 朱麟晨 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期1061-1069,共9页
为解决成昆铁路复线保安营1号隧道水平层状Ⅲ级围岩支护结构变形破坏问题,采用现场调查、测试与数值模拟等方法,对高地应力环境下砂岩、页岩互层的水平层状Ⅲ级围岩支护结构变形机理及控制措施进行了研究分析。研究结果表明,保安营1号... 为解决成昆铁路复线保安营1号隧道水平层状Ⅲ级围岩支护结构变形破坏问题,采用现场调查、测试与数值模拟等方法,对高地应力环境下砂岩、页岩互层的水平层状Ⅲ级围岩支护结构变形机理及控制措施进行了研究分析。研究结果表明,保安营1号隧道开挖后周边围岩出现塑性区域,拱顶以上塑性区深3.5 m左右,边墙两侧3.0 m左右,仰拱以下塑性区深4.0 m左右,且仰拱底部围岩表现为剪切破坏;高地应力环境下近水平、中薄和软硬相间的Ⅲ级围岩发生弯曲变形是引起支护结构变形、开裂的主要原因;控制变形的主要措施为加强初期支护刚度,二次衬砌采用钢筋混凝土结构,系统锚杆可仅设置于拱部及仰拱,单根长度不小于5 m;保安营1号隧道采用以上措施施工后变形控制效果显著,可为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 攀西地区 单线铁路隧道 水平层状 砂岩、页岩互层 Ⅲ级围岩 支护结构 受力特征
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水平层状围岩离层机理研究
5
作者 常二鹏 何珅鋆 +1 位作者 黄懿 黄学智 《科技资讯》 2024年第9期127-129,共3页
以南宁市东风路水平层状岩体隧道为背景,通过理论分析,研究了水平层状围岩的离层特征,分析了离层产生的条件。研究结果表明:水平层状围岩的变形是由水平应力导致的,水平应力引发岩层结构变形,最终导致围岩产生离层。相邻岩层非同步、非... 以南宁市东风路水平层状岩体隧道为背景,通过理论分析,研究了水平层状围岩的离层特征,分析了离层产生的条件。研究结果表明:水平层状围岩的变形是由水平应力导致的,水平应力引发岩层结构变形,最终导致围岩产生离层。相邻岩层非同步、非协调结构变形是离层产生的本质表现;水平层状围岩的离层可分为协调变形阶段、离层产生前的临界阶段、离层产生与发展阶段;从力学条件上看,离层的产生与发展仅与水平应力和岩层自重有关;用薄板理论分析了考虑岩层自重和水平应力条件下的层状围岩离层条件。 展开更多
关键词 水平层状围岩 离层机理 离层条件 薄板理论
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水平泥砂互层围岩隧道受力特性及稳定性分析
6
作者 刘立宏 《粉煤灰综合利用》 CAS 2024年第2期58-63,102,共7页
水平层岩结构特殊,分布广泛,施工中极易发生离层、掉块等工程事故,分析互层状水平层岩隧道的受力特性和稳定性对于隧道设计和施工意义重大。从水平层岩的结构特点出发,对拱顶的离层及塌落拱的形成进行理论分析,建立简化的梁模型和薄板模... 水平层岩结构特殊,分布广泛,施工中极易发生离层、掉块等工程事故,分析互层状水平层岩隧道的受力特性和稳定性对于隧道设计和施工意义重大。从水平层岩的结构特点出发,对拱顶的离层及塌落拱的形成进行理论分析,建立简化的梁模型和薄板模型,对水平互层围岩隧道受力特性和稳定性进行系统性对比分析,推导出了水平层岩可承受的最大正应力、最大剪应力和最大变形值表达式,较好的解释了拱顶水平层岩受力后的变形以及破坏过程。模型计算与现场实测、数值模拟结果,在量级与趋势上基本一致,显示出及时支护、控制拱部变形的重要性。 展开更多
关键词 公路隧道 水平层状围岩 受力特性 稳定性分析
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水平层状围岩铁路隧道地震动力响应特征研究 被引量：5
7
作者 欧尔峰 马学宁 严松宏 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2018年第5期88-93,共6页
研究目的:中国汶川8.0级特大地震中,均出现了大量隧道结构的严重震害。国内学者对隧道结构抗震进行了细致深入的研究,主要集中在复杂地质及破碎地段隧道地震反应、偏压隧道与隧道洞口段地震反应、隧道抗减震研究等方面。虽然目前关于隧... 研究目的:中国汶川8.0级特大地震中,均出现了大量隧道结构的严重震害。国内学者对隧道结构抗震进行了细致深入的研究,主要集中在复杂地质及破碎地段隧道地震反应、偏压隧道与隧道洞口段地震反应、隧道抗减震研究等方面。虽然目前关于隧道与地下结构抗震分析的研究颇丰,但大多是按照均匀连续介质模型进行模拟,考虑水平层状围岩特性的隧道结构动力响应分析还不多见。本文基于连续介质力学的离散元方法软件CDEM模拟水平岩层的结构面特性,主要针对不同水平岩层的厚度和不同地震动输入方向,共计12种计算工况,分析隧道衬砌关键部位的动力响应特性。研究结论:(1)结构面(层面)存在会引起主应力增加,产生相对位移,降低加速度,尤其对穿越中厚层状围岩的隧道要加强措施;(2)地震动方向对隧道衬砌大主应力的影响比较明显,特别对拱顶、墙腰、仰拱的大主应力(压应力)影响比较大,对拱顶的影响尤其明显,且岩层越薄,影响越大;(3)地震动方向对隧道衬砌拱顶的拉应力影响特别大,在竖向地震作用下,拱顶的拉应力将超过1.54 MPa,当岩层层厚为0.2 m时将超过2.66 MPa,已经超过了混凝土的抗拉强度,水平层状围岩隧道拱顶衬砌需加强;(4)该研究结论对类似地质条件下地下工程的建设具有指导意义。 展开更多
关键词 水平层状围岩 地震响应 基于连续介质力学的离散元方法 数值分析
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深埋水平层状围岩拱形隧洞顶板稳定性分析
8
作者 樊纯坛 梁庆国 +2 位作者 岳建平 李海宁 周彩贵 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第11期146-153,共8页
为了探究深埋水平层状围岩小断面拱形隧洞顶板稳定性的计算理论。针对厚层水平层状岩体,通过对现有理论的总结分析,同时采用等效刚度法,分别研究了等截面层状顶板以及变截面层状顶板跨中(拱顶)竖向相对变形的计算方法。结果表明:水平层... 为了探究深埋水平层状围岩小断面拱形隧洞顶板稳定性的计算理论。针对厚层水平层状岩体,通过对现有理论的总结分析,同时采用等效刚度法,分别研究了等截面层状顶板以及变截面层状顶板跨中(拱顶)竖向相对变形的计算方法。结果表明:水平层状围岩小断面隧洞的开挖施工过程中,层状顶板的主要受力模式为简支梁模型,采用简支梁模型对层状顶板位移稳定性进行预测是合适的;对层状顶板位移稳定性进行理论预测时,应根据层状顶板的实际情况选取等截面或变截面简支梁模型;通过工程算例以及数值模拟方法,验证了提出计算理论的合理性及适用性。最终表明提出的计算理论能够判定深埋水平层状围岩小断面拱形隧洞顶板的稳定性。 展开更多
关键词 水平层状围岩 等效刚度法 竖向相对变形 简支梁模型 变截面层状顶板
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水平层状岩体连拱隧道施工数值模拟与现场实测 被引量：10
9
作者 杨峰 卿笃干 方坚宇 《公路工程》 2008年第6期20-24,共5页
针对水平层状岩体火麻冲连拱隧道,考虑不同强度岩层组成的软硬互层岩体,利用数值模拟手段进行隧道施工全过程分析。结合现场实测,探讨了水平层状岩体条件下连拱隧道围岩与支护结构变形受力特点。指出连拱隧道结构设计与施工过程的薄弱环... 针对水平层状岩体火麻冲连拱隧道,考虑不同强度岩层组成的软硬互层岩体,利用数值模拟手段进行隧道施工全过程分析。结合现场实测,探讨了水平层状岩体条件下连拱隧道围岩与支护结构变形受力特点。指出连拱隧道结构设计与施工过程的薄弱环节,可为相关工程提供参考。 展开更多
关键词 水平层状岩体 连拱隧道 数值模拟
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