Rock Cavern Stability Analysis Under Different Hydro-Geological Conditions Using the Coupled Hydro-Mechanical Model

Rock cavern stability has a close relationship with the uncertain geological parameters, such as the in situ stress, the joint configurations, and the joint mechanical properties. Therefore, the stability of the rock cavern should be studied with variable geological conditions. In this paper, the coupled hydro-mechanical model, which is under the framework of the discontinuous deformation analysis, is developed to study the underground cavern stability when considering the hydraulic pressure after excavation. Variable geological conditions are taken into account to study their impacts on the seepage rate and the cavern stability, including the in situ stress ratio, joint spacing, and joint dip angle. In addition, the two cases with static hydraulic pressure and without hydraulic pressure are also considered for the comparison. The numerical simulations demonstrate that the coupled approach can capture the cavern behavior better than the other two approaches without the coupling effects.     

某隧道工程的参数反演及围岩稳定边界元分析

针对某隧洞工程的围岩稳定分析,利用间接边界元法进行了初始应力场的参数反演和洞周应力分布探讨,并对该工程的施工提出了建议.     

小型溶洞对隧道稳定性的影响分析

根据钻探、物探资料,拟建南京地铁3号线滨江路站—五塘村站沿线穿越的灰岩地层中有数量较大的洞径为2～3m的小型溶洞。通过对该地区地质背景的分析发现,岩溶明显受断裂构造控制,溶洞发育规模小但数量多,对开挖后隧道的围岩稳定性有一定的影响。采用数值分析法研究了小型溶洞尺寸、与隧道位置关系等不同因素对隧道围岩稳定性的影响。计算结果表明,当溶洞尺寸和位置变化时,围岩塑性区也发生变化,塑性区面积随着溶洞尺寸的增大而增大。溶洞位于拱肩时塑性区面积最大,对围岩的稳定性影响大,位于拱腰时最小。隧道开挖后拱顶和拱底处最易破坏,相近条件下串珠状溶洞比单个溶洞的危害性要大。     

粘土中圆形隧道上限解的研究

根据极限分析上限理论,基于Davis等人提出的隧道垮落模型,提出了剪切区参数α等于1时的新的隧道垮落模型。由不可压缩性条件和速度连续性条件求出了剪切区速度和间断线表达式,计算了该模型间断线上能量耗损、剪切区能量耗损和总外力所做的功。利用功能原理,求出了稳定率的表达式,并计算了相应的稳定率。从求解结果来看,所得上限解小于Davis等人的结果,因而该上限解将更接近真实解。从与实验结果比较来看,该上限解位于实验值附近,能与实验结果比较好地吻合,从而说明该模型更加接近真实隧道垮落情形。该上限解可为隧道支护提供理论依据。     

土体参数不确定性对软土隧洞掌子面稳定影响分析

岩土体参数取值对于工程设计意义较大,为更好地评估土体参数不确定性对软土隧洞掌子面稳定的影响,采用Monte-Carlo随机模拟方法,分析了土体参数变异性及样本容量水平对掌子面稳定特性的影响,提出了掌子面设计安全系数的确定方法.结合工程实例评估了设计安全系数的合理性,分析结果表明,样本容量较大时,土体参数的不确定性对软土...     

地下洞室围岩应力的测量研究

介绍了在地下洞室不同方向的钻孔中，采用水力劈裂技术进行的原位地应力测量。结合广西全州天湖水电站，广州抽水蓄能电站和广西龙滩水电站的实测结果，分析研究了地下洞室围岩应力的分布状态及影响围岩应力分布的主要因素。     

隧道围岩稳定性的有限元分析

根据地下结构设计理论和岩石屈服的Drucker-Prager准则，考虑到了围岩的自身承载能力，采用有限元的分析方法对广西柳州一处公路隧道围岩的稳定性进行了分析。分析了开挖方式、开挖顺序对围岩稳定性的影响，对围岩的开挖过程进行模拟。确定不同开挖方式下隧道围岩的位移、应力状态，以及位移、应力状态随时间的变化规律，为隧道施工过程中开挖方案的制定、支护时间的选取提供依据。     

Characteristics of Underground Water Flow at Different Water Levels in Tianshengan Karst Area, Yunnan, China

Three tracing tests from the same injection point executed at low, medium, and high water levels in the karst aquifer near Tianshengan village, Lunan Stone Forest, Yunnan Province, China, have revealed the basic properties of underground water flow. They showed the general directions of water flows; tracer concentrations were observed at six successive points allowing for the calculation of apparent dominant flow velocities at these sections towards the Dalongtan karst spring. For the high water level, the discharge between single sections was between two and 10 times greater than that at low water level. For the medium water level, the flow velocity at different sections was between 1.4 and 3.7 times faster than that at low water level; and for high water level, it was between 1.3 and 2.7 times faster than that at medium water level. The fastest water flow appeared at the first section (23 cm/s at medium water level); and the slowest (0.6 cm/s at low water level) appeared where water flow must cross the Tianshengan fault (north–south direction), and later, a layer of 20–30 m thickness of quartz sandstone and shale clay-stones. It was also possible to calculate the recovery of the tracer for point 4, Dakenyan, where discharge was measured. At the medium water level, 50% of the injected tracer was detected a half-day after its first appearance and at low water level after more than 3 days. The previously published research illustrates the transport velocities of possible contaminants and their solubilities in water at different hydrological conditions.     

锦屏一级水电站左岸抗力体基础处理洞室群围岩稳定性分析

通过对锦屏一级水电站左岸抗力体五层洞室岩体结构特征详细调查,采用水电围岩分类的方法对抗力体洞室进行围岩分类。分类结果表明：抗力体洞室围岩以Ⅲ2类围岩居多,占了50％左右,其次为Ⅳ类,占36％左右,Ⅲ1和Ⅴ类围岩所占比例较少。通过对洞室施工开挖失稳破坏现象的调查研究,分析了洞室失稳破坏的机制及破坏形式,认为围岩主要的破坏形式为弱面控制型的块体滑移塌落。对洞室监测资料的分析结果表明,在目前的支护条件下,总体监测未见异常,整体上基础处理洞室监测状态稳定。但F5、F42-9断层及煌斑岩脉等软弱部位应力及变形缓慢增加,需要加强监测。最后根据分析结果提出了建议。     

近水平岩层隧道围岩变形监测及其稳定性分析

介绍了广巴高速公路某近水平岩层隧道新奥法施工过程中现场监测的项目、手段及方法,基于监测结果,分析了近水平岩层隧道围岩变形特点、变形原因,划分了围岩变形阶段。以隧道左线进口段某断面为例进行回归分析,利用位移加速度正负的判据分析评价围岩稳定性。相关监测及分析结果为采取整治措施和后续施工提供科学依据,也为日后分析研究提供参考。     

浅埋偏压软弱围岩隧道施工监测分析与处理

通过对某软弱围岩区浅埋偏压条件下的公路隧道拱顶下沉与周边收敛监控量测数据的分析,总结了长施工期内浅埋偏压隧道开挖后围岩的变形规律,介绍了现场处理偏压的工程措施,分析了内外因素对偏压隧道施工的影响,可为相近工程地质条件下的隧道进洞施工提供借鉴。     

地下洞室围岩稳定性分析方法简述

随着可持续发展战略的提出,地下工程的开发和利用显得尤为重要。地下洞室围岩稳定性是整个工程中的关键问题,现今对地下洞室围岩稳定性研究的分析方法有很多,为了明确各种研究方法的优缺点以及适用范围,本文对现有地下洞室围岩稳定性分析方法进行了分类总结,用系统性的方法从定性、定量、可靠度等方面考虑,主要包括洞室的整体稳定性分析和洞室局部块体的稳定性分析,研究结果对地下洞室围岩稳定性设计及计算有重要的意义,最后对相关研究的现状和发展趋势做了简述。     

深埋断层节理段导流隧洞围岩稳定性分析

西南某水电站导流隧洞K1+350～400桩号发育F13断层等多条节理,埋深大,地应力较高,地质条件复杂。运用三维离散单元软件3DEC对其进行数值模拟,并结合现场监测数据对其围岩稳定性进行分析。结果表明,该段围岩稳定性主要受结构面控制,F13断层下盘右拱肩掉块较多,位移较大,支护后导流隧洞围岩稳定性得到加强,支护效果较好。     

大前石岭隧道进口岩堆体的稳定性分析评价

大前石岭隧道进口岩堆发育,覆盖层较厚,岩堆边坡表观上处于稳定状态,但在施工作业等人为作用以及外界环境扰动（如降雨、爆破等）作用下岩堆极易失稳。基于现状岩堆发育特征,分析隧道进口岩堆体失稳机理,从定性和定量的角度,给出现状和施工2种工况下隧道进口岩堆的稳定性评价,同时分析对路基、隧道等工程造成的危害,并给出处理措施建议,以保证隧道施工、线路运营的安全性,为工程建设中岩堆体诱发地质灾害的防治提供参考与借鉴。     

不同实验条件下软质岩石地基承载力分析

现行《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)及《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)规定,确定岩石地基承载力特征值常用方法有取岩样作室内试验和现场原位载荷试验等。软质岩的岩石试样作室内试验时,因环境条件与实地有明显的差异,试验结果多不理想,现场静载试验在实际环境条件下进行,能更好地挖掘软质岩石地基承载力特征值的潜力,减少基础工程造价。     

软岩巷道围岩流变大变形有限元计算方法

本文针对软岩工程中围岩流变大变形问题，以有限变形力学理论为依据，采用更新拖带坐标法编制非线性大变形有限元计算程序，对软岩巷道流变大变形问题进行了数值模拟计算。在计算中，选用了适合描述软岩流变大变形的物性方程，并考虑了锚杆和拱两种支护方式。结合表明，本文采用的理论和计算方法合理，计算程序具有精度高、收敛速度快等优点，展示了良好的应用前景。     

Response and Stability of Underground Structures in Rock Mass during Earthquakes

Underground structures are well known to be earthquake resistant. However, the recent earthquakes showed that underground structures are also vulnerable to seismic damage. There may be several reasons such as high ground motions and permanent ground movements. This study attempts to describe various forms of damage to underground structures such as tunnels, caverns, natural caves and abandoned mines during major earthquakes. Results of various model tests on shaking table are also presented to show the effect of ground shaking on the response and collapse of underground structures in continuum and discontinuum. Furthermore, some empirical equations are proposed to assess the damage to underground structures, which may be useful for quick assessments of possible damage.     

复杂构造条件下大型地下工程开挖局部不稳定块体分析与预测

锦屏一级水电站泄洪洞位于雅砻江右岸埋深大于100m的大理岩中,构造条件复杂,在施工开挖过程中产生大量不稳定块体,严重影响工程安全。本文以泄洪洞0＋210～0＋230m段中导洞现场工程为依托,根据所揭露出的工程地质条件,采用赤平投影、统计分析和块体理论等手段,对该工程段可能存在的不稳定块体进行了分析和预测。分析得到如下结论：（1）未开挖段不稳定块体由fxh-14、fxh-16断层与②、④组节理和开挖临空面切割产生,主要分布在右侧拱脚部位;（2）可能的大小主要取决于②、④组结构面的延伸长度;（3）搜索结果表明：未开挖段右侧拱脚处存在两处大型块体。经块体理论计算,其中由L一。。与②、④组节理和临空面组合而成的不稳定块体体积26．8m3,稳定性系数2．89。而fxh-14、fxh-16断层、②组节理与临空面切割而成的不稳定块体体积25．40,破坏模式为直接掉落,应施以相应的工程支护补强措施。