高地应力作用下渭武高速木寨岭隧道围岩大变形灾变预测分析研究

为解决在建渭武高速木寨岭隧道施工过程中遇到的高地应力环境下软岩大变形问题,基于工程区已有地应力实测数据,利用ANSYS有限元软件建立三维地质模型,反演工程区地应力场,并结合Hoek围岩变形预测公式计算分析隧道围岩的变形量。结果表明：工程区的地应力场主要受断裂控制,其次还受到岩体强度和地形的双重影响,强构造变形区的水平主应力值普遍低于弱构造变形区,沿隧道轴线三向主应力大小关系为最大水平主应力（SH）>最小水平主应力（Sh）>垂直应力（SV）,强构造变形区最大水平主应力值在G8区段最大,而在G6区段和G11区段最小;弱构造变形区的水平主应力值自G12区段开始逐渐增大,直至G14中段开始因埋深减小而逐渐降低。沿隧道轴线最大水平主应力方向总体为北东向,而在断裂间挤压构造带多偏转为北东东—近东西向。高速公路隧道围岩变形受岩体强度和地应力场的双重影响,其中,岩体强度占主导作用,围岩变形量主要集中在20~80 cm范围内,变形等级以中等和强烈为主。     

适合于TBM施工的HSP声波反射法地质超前预报

根据一般隧道地质超前预报方法无法在TBM工作面实施测试的情况、结合各种地质预报方法与TBM配合施工的优、缺点或应用效果基础上,开展适合于TBM施工的HSP快速地质超前预报技术研究。该技术利用TBM掘进机刀盘切割岩石所激发信号作为HSP声波反射法地质预报的激发信号,开展多次地质预报现场试验。实践证明,该技术在大伙房输水隧洞工程TBM施工地质预报的实践是基本成功的,实现了不停机条件下的TBM施工地质超前预报,对TBM施工起到了积极的指导作用。     

隧道地质预报方法—以一工程为例

隧道地质预报是一个比较复杂的问题,本文以军都山隧道为例,对这一问题进行探讨。军都山隧道位于北京市北部,全长8.46km,由花岗岩、安山岩和黄土等组成,地质条件复杂。施工中遇到的主要问题是由断层、岩脉、侵入接触带和地下水引起的塌方和过量涌水。为减少这些灾害的产生,笔者选用地质方法(包括几何法、异常特征分析法和综合分析法)对该隧道中的断层、岩脉和侵入接触带进行了预报,取得了比较好的效果,预报成功率达70％。     

深中通道碎石基础整平多波束测量技术

为解决沉管隧道及相关水下大型结构物施工对测深精度远高于传统水深测量规范的相关要求问题,以深中通道碎石基础整平限差要求±40 mm为例,分析了多波束测深系统的误差来源及理论测深精度,提出了削弱各误差项的方法,并结合实际工程进行了验证。通过对多次管节碎石基础的扫测结果表明,采用该套经优化处理的多波束测深系统能够满足该项目的高精度要求,提出的若干方法可为后续相关对测深精度要求较高的水下工程项目提供参考。     

椭圆空洞对盾构隧道地震易损性曲线影响研究

采用增量动力分析方法,探究水平向地震下地层空洞对盾构隧道地震响应特征的影响规律。针对管片损伤及周边地层应力,选择弯矩比作为性能评价指标,峰值加速度(PGA)及峰值速度(PGV)作为衡量地震强度指标(IM),阐明椭圆形空洞对管片抗震性能的影响,得到隧道结构的地震易损性曲线。研究表明：椭圆空洞加大了浅埋盾构隧道的地震破坏概率;PGA与PGV均可作为IM并获得相应的隧道易损性曲线;使用弯矩比作为破坏指标,PGV作为地震动指标,其对应的易损性曲线对地层变异性更敏感。研究结论可为潜在空洞发育区防震方案的制定提供参考。     

浅析隧道工程施工中注意事项——以山西省长治市天桥隧道工程为例

通过定测围绕天桥隧道的地层岩性、地质构造、地下水、隧道围岩分级等工程地质问题开展工作,初步查明隧道区的工程地质与水文地质条件,确定软弱围岩段以及富水地段,预测隧道正常涌水量和最大涌水量,提出长大隧道施工中应注意的施工问题。     

基于循环加卸载的矿物定向排列致各向异性岩石损伤演化规律——以黑云母石英片岩为例

围岩冻融损伤劣化加剧了寒区隧道衬砌结构破坏,为探究新疆高寒隧道强风化炭质板岩围岩冻融损伤劣化规律及各向异性特征,制取层理倾角θ=0°、45°、90° 3种板岩试样,在开放饱水的条件下进行了0次、10次、20次、30次、40次冻融循环试验,并对冻融循环后的试样进行宏观力学性能试验及断裂面扫描电镜测试。结果表明：在冻融循环作用下,强风化板岩的冻融损伤多集中于节理裂隙等软弱结构处,损伤模式主要为顺层理裂隙萌生、顺层理剥落及顺层理断裂,板岩自然饱和质量呈现先缓慢增加后迅速递减的趋势;不同层理倾角板岩强度特征差异较大且受风化作用与冻融循环作用影响显著,伴随着冻融循环次数的增加,板岩抗压强度、弹性模量均呈现非线性衰减趋势,冻融受荷损伤变量逐渐增大,3种层理倾角板岩抵抗冻融损伤作用的关系为0°＞90°＞45°;扫描电镜图像观察到板岩层理断裂表现出显著的脆性特征,但多次的冻融循环作用使板岩受荷破坏破裂面表现出一定的塑性特征。研究发现倾角为0°层理构造的板岩受冻融环境的影响相对较小,具有更加稳定的力学性质,研究揭示了强风化定向层理板岩各向异性冻融损伤劣化规律,可为定向产状结构围岩背景下的寒区隧道工程冻害风险评估提供参考。     

基于混沌-RF-SVM变形预测模型的隧道运营安全状况分析

为合理评价隧道运营状况,基于运营隧道现场变形监测成果,先利用混沌理论、随机森林算法和支持向量机构建变形预测模型,再利用M-K检验等进行预测结果的可靠性验证分析,两者结合评价隧道运营状况。实例分析表明,在变形预测过程中,预测结果的平均相对误差均小于2%,具有较高的预测精度;同时,经可靠性验证,趋势判断结果与预测结果较为一致,均得出隧道变形仍会进一步增加,但增加速率变小,趋于稳定方向发展,即会维持现有运营状况。