考虑围岩蠕变全过程与扩容的深埋隧洞非线性位移解

深埋隧洞围岩变形是一个复杂的非线性力学问题,其中岩石的蠕变全过程和扩容是两个重要的影响因素。引入扩容角考虑塑性体积变化的影响,推导Hoek-Brown屈服准则下考虑与不考虑洞周面力的深埋隧洞围岩非线性应力解。借助可描述蠕变全过程行为的河海模型,获得了围岩黏弹塑性区蠕变位移表达式。针对不同NVPB蠕变参数和不同材料参数m值情况,讨论分析了洞周面力与扩容角对隧洞洞壁蠕变位移的影响规律。结果表明：在高地应力作用下,采用非线性蠕变模型描述深埋隧洞围岩蠕变问题可获得蠕变全过程曲线;扩容角增大或洞周面力和材料参数m值减小时,相同时刻隧洞洞壁蠕变位移增大,对围岩长期稳定不利。研究结论对深埋隧洞围岩临崩预报具有一定指导意义。     

三峡引水工程秦巴段输水隧洞稳定性分析

三峡引水工程秦巴段隧洞总长占线路总长的80%。为了分析隧洞施工及运营中可能发生的工程地质问题,在地质调查、地应力测量和岩石力学参数测试的基础上,利用Ansys有限元软件对引水工程北部不同深度、不同截面形态的隧洞围岩的应力重分布情况进行了模拟计算,得到了圆形隧洞、城门形隧洞和马蹄形隧洞围岩的应力分布结果。利用Hoek-Brown强度准则,得到了隧洞围岩的强度/应力比值,进而对不同深度、不同截面形态的隧洞围岩的稳定性进行了分析。初步认为:隧洞埋深小于1000m时,应优先考虑圆形隧洞和马蹄形隧洞;埋深大于1000m时,应优先考虑城门形隧洞。这项研究成果为引水工程深埋隧洞的设计提供了参考依据。     

引水隧洞工程中热应力对围岩表层稳定性的影响分析

岩石中的热应力作用,是岩石热学问题中的一个重要研究内容。热应力由温度变化造成,温度的周期性变化引起热应力的周期性变化,热应力周期性作用导致岩石的疲劳破坏。以雅砻江锦屏水电站深埋引水隧洞为例,分析隧洞围岩温度场的分布特征,根据热应力交变作用特点,提出岩石的疲劳破坏判据,并利用这个判据分析热应力作用下隧洞围岩表层的破坏特点。     

引水隧洞工程中热应力中对围岩表层稳定性的影响分析

岩石中的热应力作用,是岩石热学问题中的一个重要研究的内容。热应力由温度变化造成,温度的周期性变化引起热应力的周期性变化,热应力周期性作用导致岩石的疲劳破坏。以雅砻江锦屏水电站深埋引水隧洞为例,分析隧洞围岩温度场的分布特征,根据热应力交变作用特点,提出岩石的疲劳破坏判据,并利用这个判据分析热应力作用下隧洞围岩表层的破坏特点。     

关于TBM施工隧洞围岩分类方法的研究

本文针对TBM施工隧洞中的围岩分类问题，通过分析研究国内外大量TBM施工实例和一些现场及室内岩石力学试验结果，指出TBM施工条件下的隧洞围岩分类应针对围岩的可钻掘性，充分考虑影响TBM掘进效率的主要工程地质因素，提出了在《工程岩体分级标准》围岩稳定性基本分级的基础上，依据岩石的单轴抗压强度、岩石的耐磨性和岩体的完整性将TBM施工条件下的隧洞围岩分为A（好）、B（一般）、C（差）3个级别的围岩分类新方法，并将该方法应用于掌鸠河引水供水工程TBM施工段工程实践，取得了良好的效果。     

上宫矿区钻孔漏失特征与堵漏措施

上宫金矿区有大断裂贯穿矿体赋存干断裂带内，裂隙发育，蚀变强烈，岩矿破碎、酥散、松软，断裂构造组成的岩石有安山岩、糜粒岩等。矿层的孔壁坍塌掉块现象与漏失都比较严重。围岩主要为杏仁状安山岩及大斑安山岩，可钻性多为8级，少部分达9—11级。围岩由于受构造影响，裂隙发育，漏失时有发生，但岩石坚硬，孔壁较稳定，此层采用金刚石钻进。地表为堆积层或各类安山岩风化裂隙带。堆积层主要由砾石、卵石及粘土组成，无胶结，钻进此层极易垮塌且漏失严重。风化裂隙带深度约100m左右，裂隙发育由于地表堆积之泥砂，石粒顺雨水流入裂隙充填，     

熵权模糊综合评价模型在极软岩隧洞围岩分级中的应用

为解决传统围岩分级方法对极软岩隧洞复杂性考虑不足的缺陷,引入模糊数学理论,选取单轴抗压强度、岩石完整性指标RQD、结构面间距、结构面特征、岩石含水量及干燥饱和吸水率6个因素作为评价指标,为避免评价指标赋值的主观性,利用熵权法计算各指标的权重,建立起围岩分级的熵权模糊综合评价模型。将该模型应用于印度尼西亚某在建水电站黏土岩隧洞围岩分级当中,选取15个待评洞段进行评价,结果表明,隧洞围岩以Ⅳ级或Ⅴ级为主,利用该模型计算的围岩分级结果与现场确定的围岩支护等级高度吻合,通过对比分析,认为该模型分级结果较传统RMR分级法更优,表明模糊数学理论可以解决极软岩隧洞影响因素的复杂性及模糊性问题,熵权法能够降低人为赋值的主观性,两者结合可实现对黏土岩隧洞的客观评价,该方法可为极软岩隧洞分级提供参考。     

岩质圆形隧洞围岩应力场弹塑性新解

鉴于目前隧洞围岩应力场弹塑性分析多采用Mohr-Coulomb准则分析而未能考虑岩石中间主应力的不足,选取米勒试验中第Ⅱ类岩石材料,以具有完整性围岩结构特征的岩质圆形隧洞为研究对象,应用统一强度理论推导出了岩质圆形隧洞围岩应力和塑性区半径等弹塑性理论新解,已有的修正芬纳公式和卡斯特纳公式是本文解在b=0情况下的退化形式。通过分析获得了一些新的认识和结论,对工程实践具有较好的指导意义。     

深埋长大隧洞围岩非线性蠕变模型研究

针对锦屏二级水电站深埋长大隧洞（埋深为2 525 m,长为19 km,宽为13 m）围岩在开挖过程中呈现明显的流变劣化特征,采用CSS-283双向万能伺服试验机,对洞室围岩（软弱板岩）进行单轴压缩蠕变试验和剪切蠕变试验,引入流变参数是时间函数与强化函数,建立岩石非定常参数剪切蠕变模型和单轴压缩蠕变模型,并推广到三轴非线性流变模型,与试验结果对比基本吻合。最后,结合锦屏二级水电站深埋长大隧洞进行数值计算,得到该隧洞190 d开挖运行变形规律,以期为工程建设提供理论指导。     

影响沙湾隧洞围岩稳定的因素及采取的支护措施

沙湾隧洞是东深供水改造工程中的一段，断面尺寸6.8 m×7.9 m。分析了影响该隧洞围岩稳定的一些因素，介绍了不同围岩类别的支护型式及特殊地段的处理措施，并对隧洞勘察提出了一些建议。     

浅埋人防隧洞围岩破坏机理分析

以埋深为6～13 m的某浅埋人防隧洞为研究对象,应用快速拉格朗日有限差分程序（FLAC）对不同跨距、不同岩性的隧洞顶板在不同荷载作用下的破坏规律及破坏机制进行数值模拟研究,确定了隧洞围岩破坏域,并对拱顶敏感块体进行跟踪分析。研究结果表明：隧洞跨距为2 m且顶板岩层为泥岩时,隧洞顶板有一定的承载能力,当上部荷载达到0.7 MPa时隧洞才破坏;隧洞跨距为3 m且顶板岩层为泥岩时,当上部荷载达到0.33 MPa时,隧洞就已经破坏;隧洞顶板为卵石层时,即使上部不施加荷载,在自重应力的作用下,隧洞亦破坏。该研究对类似的浅埋地下工程围岩稳定性分析具有实际意义。     

隧道掘进机施工条件下的隧洞围岩分类方法探讨

针对隧道掘进机(Tunnel Boring Machine--TBM)施工隧洞中的围岩分类问题,指出TBM施工条件下的隧洞围岩分类应针对围岩的可钻掘性,充分考虑影响TBM掘进效率的主要工程地质因素,提出了在《工程岩体分级标准》围岩稳定性基本分级的基础上,依据岩石的单轴抗压强度、岩石的耐磨性和岩体的完整性将TBM施工条件下的隧洞围岩分为A(好)、B(一般)、C(差)3个级别的围岩分类新方法。     

山西万家寨引黄工程南干线6#隧洞围岩岩溶发育特征及工程处理

山西省万家寨引黄工程南干线6#隧洞围岩为奥陶系上、下马家沟组碳酸盐岩地层,其岩溶较发育,主要为不规则溶洞,绝大多数已被岩溶角砾、碎石土和低液限粉土等充填.因岩溶充填物工程地质特性较差,导致隧洞衬砌混凝土管片产生裂缝和错台等变形,影响了隧洞正常输水.为此在隧洞内进行了地质雷达测试和补充钻探及取样,并进行了室内土工试验,分析了隧洞围岩岩溶发育特征,依据岩溶充填物的工程特性,对其进行了水泥灌浆处理.     

基于量测位移的隧洞围岩弹性抗力系数反演方法

在水工隧洞工程中,岩石弹性抗力系数K反映了岩石弹性抗力的大小,是设计环节中需要确定的一个极为重要的基础计算参数。水工隧洞工程中需用水压法试验测定弹性抗力系数,由于水压法测定抗力系数不仅耗时、费工、且试验工艺复杂。本文通过对比分析弹性状态下深埋圆形隧洞开挖支护与水压法试验力学效应关系,提出一种基于量测隧洞位移的围岩抗力系数的反演方法,该法可根据量测隧洞位移直接反演得到弹性抗力系数。结合北京市南水北调配套工程南干渠工程试验段工程实践,对浅埋水工隧洞位移进行监测,利用提出的反演方法,得到了隧洞围岩的弹性抗力系数。提出的反演方法为复杂水工隧洞不同围岩应力状态问题的弹性抗力系数反演提供参考和借鉴。     

浅析隧洞围岩宏微观结构与岩爆

文章分别分析了隧洞围岩的宏观结构因素（结构面发育情况，结构面与硐室或隧道轴线的关系及与最大主应力的关系等）及微观结构因素（岩石矿物颗粒的排列、颗粒间的联接以及粒间的空隙特征等）对岩爆的影响。分析表明，围岩的宏、微观结构与岩爆发生及发生的强烈程度有紧密的关系。在实际工程中，这一认识对岩爆问题的正确评价无疑是十分有益的。     

伊朗卡尔赫软岩的工程分类

本文主要结合卡尔赫工程的砾岩、砂岩和泥岩等软岩，探讨软岩的工程分类方法。采用岩石的可钻性、渗透性、动力特征和变形性质等参数对隧洞围岩进行分类，为洞线的选择、隧洞的结构设计和施工提供了依据。     

强风化变质砂岩隧道塌方处理方法及效果分析

隧道部分穿越强风化变质砂岩地段,变质砂岩部分已经泥化,岩层非常破碎,裂隙发育,裂隙充填物基本为夹泥。在雨季到来时,大量的地表水沿变质砂岩裂隙下渗,裂隙充填物软化脱落,流变性明显,部分岩层失稳,岩层间产生滑移导致塌方。根据隧洞收敛和拱顶下沉规律,采用钢拱架,配合小导管注浆,加固和稳定围岩,同时加强塌方处的监控量测。     

软弱围岩隧洞施工性态的力学模拟与分析

本文着重对软弱围岩隧洞施工中的力学性态进行了计算机模拟和分析。文中除提出了考虑隧洞开挖面时空效应的三维分析模型外，还计入岩体流变时效，进行了弹－粘塑性数值计算。其中，研讨了开挖面推进过程中洞室围岩与错喷支护的相互作用以及设置整筑式二次内衬的影响。用所建议的力学模型和编制的程序软件，结合某实际工程，分别就洞室上下台阶法分部开挖、全断面法一次开挖和侧壁导坑法扩大开挖等三种最常见的隧洞施工作业方式进行了模拟分析，并将计算成果与现场实测数据作了比较验证。     

可控源音频大地电磁法在岷县白龙江输水隧洞断裂勘察中的应用

白龙江引水工程为一大型跨流域调水工程,水源位于白龙江迭部县代古寺至舟曲县憨班乡河段,终点为庆阳市西峰区。规划引水线路途径岷县申都乡,为了解该规划段工程地质条件,特在此开展了可控源音频大地电磁测深（CSAMT）工作,以期查明该路段地下水富水构造带分布、围岩的完整性以及穿越地下水储水构造带的分布位置等隧洞工程地质问题。结果表明,岷县申都地区地层含水较丰富,引水隧洞围岩等级相对较低,断裂、岩溶发育,岩石较破碎、软弱,应在施工中采取相应措施。     

光面爆破在输水隧洞施工中的应用

我队在“引青济秦”西线工程输水隧洞，运用了新奥法施工，取得了满意效果。该隧洞长为526.8m，开挖断面为宽4.10m、高4.28m、墙高3.08m、半径2.35m的圆弧拱形。隧洞通过的地质构造以断层、破碎带为主。岩石为安山岩、安山质页岩和安山质泥灰岩。凿岩机具为7655风钻和单臂液压凿岩台车，配用φ40mm一字马蹄形钎头。