山岭隧道塌方风险模糊层次分析

对隧道施工塌方采用模糊层次综合评判法进行风险评估,通过收集和整理隧道塌方的资料,总结影响隧道塌方的因素,再遴选出主要的因素作为模糊层次评估方法的影响因子,然后统计分析得到各个因子与塌方发生概率、塌方量之间的隶属函数,并采用综合赋权法确定评价指标的权重,从而建立塌方风险模糊层次评估模型。该模型在青山岗隧道得到了验证,其分析结果可信。     

隧道塌方的尖点灾变模型及应用

针对隧道塌方失稳问题，运用灾变理论建立隧道塌方失稳的尖点灾变模型。基于平衡曲面方程，可求得隧道围岩体内承载区介质刚度与对应的松驰区弱化介质本构曲线拐点处理刚度之比值K，并给出了塌方与否的判据，当K≤1时，隧道将发生塌方失稳；当K＞1时，隧道将不会发生塌方失稳。根据此模型，笔者解释了隧道中几种常见的灾变破坏机理，并提出了相应的治理方案。     

木寨岭板岩隧道塌方的结构失稳分析及预防措施研究

目前国内已有较多穿越板岩地层的隧道工程,由于板岩的独特性质,板岩隧道工程问题多发,塌方是较为频发的现象之一。通过对木寨岭隧道塌方现象的分析,研究板岩隧道塌方的工程特征及影响因素,在此基础上运用板的稳定理论探讨板岩塌方现象的发生机制,结合实例进行分析,提出预防塌方现象的关键措施,并通过现场实际效果进行检验。结果表明,板岩的层状特性及初期支护跟进的不及时是发生塌方的根本因素,预防塌方现象应从这两点加以入手。木寨岭隧道后续施工的顺利进行,证明对于板岩隧道塌方原因的认识及预防措施的选取较为准确,对类似隧道工程塌方的预防及治理有一定的借鉴和参考意义。     

电阻率值的GM(1,1)灾变模型在南昆铁路铝厂隧道快速施工超前地质塌方范围预报中的应用

根据隧道掘进掌子面处突出性淹埋整个掌子面塌方的地质信息,建立ＧＭ（１,１）灾变模型,超前预报了其塌方的范围,经隧道掘进验证,预报较为准确。     

浅埋隧道塌方地质灾害成因及风险控制

塌方是浅埋隧道施工过程中的主要地质灾害之一,利用风险动态评估模型及风险规避方法进行实时控制是确保隧道施工安全的有效途径。首先,采用洞内外相结合的地质调查方法,分析隧址区地质特征及塌方灾害风险诱因,并建立浅埋隧道塌方风险模糊层次评价模型,进行基于孕险环境的静态风险评估;其次,根据隧道施工过程中揭露的动态信息,对孕险环境进行动态修正,并汲取大气降水、开挖支护措施及监控量测等施工信息,进行隧道施工过程中的动态风险评估;最后,基于动态评估结果提出了风险规避方法,通过对施工方案的审核和优化,达到逐渐降低隧道施工风险、规避地质灾害的目的。该方法成功应用于宜巴高速公路段家屋隧道施工过程中,有效地规避了塌方地质灾害的发生,可为同类工程所借鉴。     

电阻率值的GM（1,1）灾变模型在南昆铁路铝厂隧道快速施工超前地质塌 …

根据隧道掘进掌子面处突出性淹埋整个掌子面塌方的地质信息，建立ＧＭ（１，１）灾变模型，超前预报了其塌方的范围，经隧道掘进验证，预报较为准确。     

深埋隧道软弱围岩拱顶三维渐进性塌落机制上限分析

隧道拱顶塌方是一个渐进性破坏的过程,为研究深埋隧道软弱围岩拱顶渐进性塌落特征,基于极限分析上限定理和非线性Hoek-Brown破坏准则,建立了深埋隧道三维渐进性塌落机制,推导了考虑孔隙水压力作用下的塌方全过程塌落体曲面解析解,绘制了拱顶渐进性塌落形态三维曲面图,分析了相关参数单一变化时塌落体形态特征以及不同孔隙水压力作用下各参数对塌落体重力和隧道支护力的影响规律。结果表明：表征岩体特征的无量纲参数、重度、孔隙水压力和岩体抗拉强度对渐进性塌方塌落体形态、重力和支护力有显著影响;深埋隧道围岩物理力学参数在渐进性塌方过程中逐渐减弱,主要体现为岩体强度随变形的发展逐渐衰减直至一个残余值,围岩强度的衰减情况和残余强度大小对塌落体重力和隧道支护力有一定影响。理论计算得到的隧道拱顶塌落形态与实际隧道工程F3断层破碎带隧道拱顶塌方范围基本吻合,验证了理论计算结果对预测隧道拱顶渐进性塌方塌落体范围的适用性,研究成果可为软弱围岩深埋隧道施工设计及安全防护提供理论依据。     

基于BP神经网络反演分析的隧道塌方机理研究

岩溶区隧道在施工过程中易发生崩塌,针对力学方面的隧道塌方机理分析较多,而针对岩溶软弱破碎带等地层方面的隧道塌方机理研究分析较少。为保证隧道施工的安全性、经济性和可行性,掌握隧道施工中的塌方机理非常有必要。依托贵州某岩溶破碎地层隧道在开挖过程中发生的坍塌现象,结合隧道的监测数据,运用BP神经网络的构建原理,对隧道的地层参数进行反演。将反演土体力学参数输入到FLAC3D有限元软件构建的不同施工方法模型中,对典型断面的崩塌破坏机制和风险进行判断和分析。结果表明：施工方法对隧道开挖的稳定性影响较大,针对围岩等级为Ⅴ级的隧道,采用三台阶七步法和单侧壁导坑法施工较安全,隧道塌方与隧道双向同时开挖没有关系;反演所得的隧道拱顶位移预测值为2.3 cm,地表位移预测值为1.2 cm,与监测数据偏差13%左右,反演结果具有一定的可信度。研究结果对岩溶区软弱破碎地层断面隧道公路建设具有重要指导意义。     

均质岩体中隧道围岩破坏过程的试验与数值模拟

采用模型试验与离散元模拟的方法,对均质岩体中隧道开挖后围岩的变形破坏过程进行了研究,并对围岩变形破坏过程中围岩应力及地表位移的变化规律进行了分析,模型试验结果与数值模拟结果取得了较好的一致性。研究结果表明：隧道开挖后,拱顶处围岩变形明显并出现裂缝,围岩破坏从拱顶开始,进而呈渐进式向上发展,最终形成稳定的塌落拱;开挖后,隧道围岩径向应力减小,隧道周边一定范围内围岩切向应力减小,且随隧道变形破坏的发展,围岩切向应力减小的区域逐渐扩大;隧道塌方后,拱底垂直应力增加,开挖结束至塌方开始期间地表位移增量最大,塌方期间地表位移增量最小。     

隧道塌方段施工方案优化及效果评价

对于隧道塌方地段,选取合适的施工方案是关键问题。结合乌竹岭隧道塌方工程实际条件,采用非线性有限元方法对两种施工方案进行模拟分析。计算结果表明,双侧壁导坑施工方案相对于上弧形导坑施工方案,能够更好地控制围岩位移、改善其受力状况、减小初期支护受力,且围岩破坏区范围较小,可见双侧壁导坑施工方案更适合于隧道塌方段的施工。通过现场监控量测分析,隧道断面净空收敛变形和拱顶下沉稳定速度较快,最终变形值较小,隧道主体稳固,没有任何变形,说明所选处治方案对抑制隧道塌方段效果良好     

隧道超前地质灾害预报综述

隧道超前地质灾害预报在隧道施工中是十分重要的环节。文章对隧道超前地质灾害预报内容、原则、形式、方法、流程方面的研究现状进行了论述。着重对隧道超前地质灾害预报的各种方法进行了分析对比。隧道超前地质灾害预报的方法各有优缺点和局限性,应该取长补短,综合分析,根据实际情况确定应该采取的方法及其组合。在隧道超前地质灾害预报工作中,必须处理好与施工单位的关系。     

岩溶隧道涌突水灾害危险性评价指标体系及量化取值方法

深入分析了岩溶隧道施工过程中涌突水灾害的超前预测预报及风险评价体系的研究现状,提出了国内外关于岩溶隧道涌突水灾害的超前预测预报尚处于探索性研究阶段、如何提高预测预报的精度成为长大深埋隧道施工中涌突水灾害防治最为迫切、最为关键的问题。采用理论分析与实例统计相结合的方法,查明了岩溶隧道涌突水灾害的孕灾环境与主要致灾因子,选取“岩石可溶性、地质构造条件、地表汇水强度、地下水循环交替强度、隧道与地下水位的相对位置关系”5个评价因子,建立了岩溶隧道涌突水灾害危险性预测评价指标体系,并采用定性与定量化相结合的方法,重点对评价指标的量化取值方法进行了研究。     

双连拱隧道围岩变形有限元与BP神经网络耦合分析

以浙江金(华)-丽(水)-温(州)高速公路永嘉鹿城段的红枫双连拱隧道为工程背景,建立了基于神经网络的连拱隧道围岩变形预测模型.利用施工过程中左洞量测的围岩变形进行反分析,确定出围岩的力学特性参数,再通过数值分析方法对隧道右洞围岩变形和稳定性做出合理的评价和符合实际的预测,从而更有效地对支护参数和施工方法进行反馈设计.通过预测值与实际监测值的比较可以看出,其预测精度满足岩土工程的要求,具有一定的工程意义.     

Treatment Effects of Tunnel Entrance Collapse Section Based on Field Monitoring Results北大核心CSCD

为评价隧道洞口塌方段的安全性,基于累计变形预测和变形速率趋势分析模型,结合工程实例,研究隧道洞口塌方段的处理效果。实例分析表明：在累计变形预测方面,GA-VMD模型在隧道变形数据的信息分解过程中具有明显的优越性,可利用其将隧道变形数据分解为趋势项和误差项,且通过组合预测能有效保证预测精度,得出累计变形的后期仍具一定增加趋势,但增加速率相对较小;在变形速率趋势分析方面,变形速率具下降趋势,且随时间持续,下降趋势更为显著。综合对比两者结果,隧道变形无明显增加趋势,并趋于稳定方向发展,说明塌方处理措施是合理有效的,为其防治效果评价提供了理论依据。     

Study on the application of a comprehensive technique for geological prediction in tunneling

The technique of geological prediction, based on which geological conditions can be known in advance to improve construction progress, is widely adopted during tunnel excavation. Because of the problems associated with current, single-method prediction techniques, a comprehensive technique combining engineering geophysical exploration with engineering geology is proposed in this study. This method could make excavation more economical and safer by improving the accuracy of such predictions. It uses engineering geophysical exploration measures such as tunnel seismic prediction (TSP) to detect the geological conditions ahead, and measures the investigation and deduces the precise results either in the tunnel or on the surface. Compared with single-method techniques, its advantages include high resolution, speed, ease of use, and low cost. By comparing the application of the various techniques and a successful example of application of technique TSP203 with the measures of investigation and deduction in engineering geology, we show the superiority of the proposed comprehensive method and its favorable prospects. This contribution also provides a new concept for the development of tunnel geological prediction techniques.     

隧道施工期超前地质预报实施方法研究

地质信息采集、超前预报与数据解译是隧道超前地质预报中的3个重要环节,首先讨论了超前开挖隧道的地质编录的工作方法,包括风险靶段分级、掌子面地质素描,进而绘制平面地质图,建立三维地质模型,计算不良地质体及含水体在相邻未开挖隧道的出露位置。在此基础上,详细讨论了仪器配合的关键问题,并开发了隧道超前地质预报自动选择程序,可以帮助操作员从中选择不同岩性地区、不同构造发育特点、不同地下水文条件下需要选择的预报方法,并建议了特殊地段的预报方法选择,最后结合工程实例讨论了几种常用的预报方法的数据解译过程中应注意的问题及典型不良地质体的判据。其结果对于隧道超前地质预报工作具有一定的借鉴与指导意义     

基于“S”型函数的隧道开挖变形预测模型

基于不同开挖阶段围岩阶段变形曲线几何特征,提出一种基于"S"型函数的隧道开挖全过程变形预测模型,实现隧道开挖全过程中的围岩变形预测。对比分析了常用"S"型函数适应性,建立了基于Logistic模型的隧道围岩变形分析模型,模型精度控制在2%以内,并提出了模型参数辨识过程。利用Logistic隧道围岩变形模型,讨论了隧道开挖瞬时变形特征,提出了一种求解隧道瞬时开挖变形值的方法,计算出不同工程条件下瞬时变形值处于2. 192～43. 288 mm,瞬时位移占最终位移的6. 61%～18. 33%。以马尾山隧道为工程实例,建立了具体的工程隧道围岩变形模型,得到隧道开挖瞬时位移值处于1. 041～9. 475 mm,瞬时位移占总位移比值处于5. 52%～36. 44%。     

TSP-2203在湖北巴东野三关隧道超前预报中的应用

隧道地质超前预报在隧道的开挖中的作用十分重要。选择有效的预报措施,对隧道开挖中的人员、设备的安全和隧道洞室的支护具有重要的意义。TSP2203是运用地震原理对隧道进行探测的仪器。该系统从数据采集、处理实现高度智能化。本次使用此仪器对大支坪隧道横洞掌子面HDKO 064里程处进行预报,结合实际开挖,证明了预报的可行性和准确性。     

岩溶地区隧道施工综合预报技术案例分析

由于岩溶地区隧道地质条件的复杂性,在隧道施工过程中实施准确及时的隧道综合地质超前预报是非常有必要的,并且对隧道内不同段落进行风险评价和风险分级,以实现和提高对岩溶隧道不良地质灾害的综合预报。此次研究以伊家岩隧道为工程背景,通过严格实施该综合超前地质预报方案,成功预报了隧道掌子面前方的岩溶,结合预报结果和实际揭露的对比分析,其综合预报准确率可到90%以上,证实了该综合预报方法具有较高的系统性和工作效率,有效地指导了隧道的安全施工,为同类工程提供了技术资料和经验。     

Influence of rock mass properties on tunnel inflow using hydromechanical numerical study

One of the primary geotechnical problems encountered during tunnel construction involves the inflow of groundwater into the tunnel. Heavy inflows make tunnel construction difficult and result in higher costs and delays in construction period. Therefore, it is essential to estimate the volume and rate of water inflow that is likely to appear in the tunnel. In this research, water inflow to the tunnel was calculated using numerical hydromechanical analysis. Effect of rock mass properties including fracture characteristics (normal and shear stiffness, hydraulic aperture, dilation angle, and fracture nonlinear behavior) on inflow was studied using a two-dimensional distinct element method. Results show that fracture properties play important role in inflow to the tunnel and must be considered in prediction of inflow to the tunnel. Based on numerical analysis results, inflow of groundwater into the tunnel increases with the increasing of normal and shear stiffness, dilation angle, and hydraulic aperture of rock mass fractures. The measured inflow with considering nonlinear fracture behavior was more than the calculated inflow with linear constitutive behavior.