以實際深埋軟巖引水隧洞施工為背景,在對導致大變形的圍巖壓力性質認識和力學行為分析的基礎上,結合室內實驗、數值模擬手段、施工變形監測數據和圍巖—襯砌接觸壓力現場試驗,研究了隧洞開挖后洞周位移分布特征、圍巖變形和支護受力隨時間發展規律。研究結論表明:(1)大主應力方向為垂直方向的高地應力環境中,隧洞軟巖大變形以擠壓型變形為主;(2)開挖面和二襯對約束隧洞空間位移分布具有重要作用;(3)軟弱圍巖變形發展和支護受力具有明顯的流變特性和時間效應,及時施加二襯能有效限制流變變形的發展。在研究基礎上提出了一些施工中有益于控制圍巖穩定性的建議。

第24卷第20期巖石力學與工程學報vol.24no.20 2005年10月chinesejournalofrockmechanicsandengineeringoct.，2005 收稿日期：2005–06–13；修回日期：2005–08–15 作者簡介：王于寶(1962–)，男，1984年畢業于太原工業大學水利水電工程系，現為教授級高級工程師，主要從事水文地質及工程地質方面的研究工 作。e-mail：dlbwyb@yahoo.com.cn，dlbwybwy@263.net。 大坂引水隧洞工程變形監測及穩定性分析 王于寶1 ，2，王曉衛2，顏新榮2，麻永福2 (1.中國礦業大學，北京100083；2.新疆水利水電勘測設計研究院，新疆烏魯木齊830000) 摘要：“九九”大坂區各比選方案引水隧洞線均穿越第四系中

利用三維拉格朗日有限差分法對某深埋隧洞工程進行分步開挖支護數值模擬,對比分析了隧洞在無支護、錨桿支護、襯砌支護及復合支護下圍巖的應力、位移和塑性區分布,對地下隧洞工程設計與施工提供了參考依據。

糯租水電站工程建設已完工，本文根據引水隧洞開挖后所揭露的地質狀況，對引水隧洞的工程地質條件進行綜述，并對圍巖及滲透穩定問題作出分析評價。

糯租水電站工程建設已完工,根據引水隧洞開挖后所揭露的地質狀況,對引水隧洞的工程地質條件進行綜述,并對圍巖及滲透穩定問題作出分析評價。通過5個多月的運行,引水隧洞圍巖穩定,基本無內水外滲現象。

大伙房水庫引水隧洞tbm掘進段圍巖穩定性分析——利用ansys軟件對大伙房水庫引水隧洞tbm掘進段進行了二維數值模擬。采用平面應變模型。針對不同的上覆巖層厚度和圍巖類別，計算得出圍巖的應力場和位移場，從這兩個角度對圍巖的穩定性進行評價。得出的結論對大型...

水工引水隧洞施工過程中,常發生塌方、突涌水和巖爆等不良地質問題,直接對施工安全和工程進度造成嚴重影響。為準確預判圍巖穩定性防止發生事故,施工開挖過程中圍巖穩定性分析十分重要。文章結合工程實例,考慮多種地質條件和內水壓力等因素,選取典型斷面模擬隧洞在開挖和支護等多種工況下的應力變形計算分析,結論對指導引水隧洞圍巖穩定性分析研究具有一定的指導價值。

水工引水隧洞施工過程中,常發生塌方、突涌水和巖爆等不良地質問題,直接對施工安全和工程進度造成嚴重影響.為準確預判圍巖穩定性防止發生事故,施工開挖過程中圍巖穩定性分析十分重要.文章結合工程實例,考慮多種地質條件和內水壓力等因素,選取典型斷面模擬隧洞在開挖和支護等多種工況下的應力變形計算分析,結論對指導引水隧洞圍巖穩定性分析研究具有一定的指導價值.

基于大型通用有限元軟件ansys對引水式水電站引水隧洞開挖與襯砌過程進行數值模擬。隧洞開挖與襯砌采用ansys軟件中的生死單元來實現。通過模擬隧洞的開挖與襯砌，改變地下水水位，進而對各水位對應下的引水隧洞洞身段圍巖及襯砌穩定進行評價。故在計算結果的基礎上．結合工程實際情況和經驗．研究地下水水位對隧洞圍巖穩定性的影響，并得出幾點有益的結論，以期為實際隧洞工程施工及設計提供依據。

采用有限元方法,初步研究了隧洞在埋深為33,233,433m時,在ⅰ~ⅴ級圍巖的受力、塑性變形和位移變化。研究發現,在同一埋深下,隨著圍巖破碎程度的增加,圍巖的受拉區和塑性變形區逐漸從拱頂、底向邊墻轉移,并可能在邊墻處發生拉應力突增現象,突增幅度隨埋深的增加而增大。隧洞的拱頂、邊墻和拱底都會產生較大位移;隨著埋深的增加和巖體的破碎,拱頂和拱肩的位移會超過其他部位。計算結果和已有的模型試驗結果相比較,論證了研究方法和結論的合理性。

針對2種不同施工順序對地下洞室圍巖穩定性的影響,其一是先開挖地下隧道,后修建地面建筑,分析了隧道洞頂的沉降位移、洞室圍巖的變形、塑性區、拉壓破壞區等;其二是先修建地面建筑地面建筑先完成,后開挖地下隧道,分析了地下隧道的受力、變形、破壞區以塑性區等。通過分析得出了前一種施工順序更為有利的結論。

以納溪高速公路敘嶺關隧道為背景,以方形溶洞為例,運用三維有限元方法分析隧道側部溶洞對隧道圍巖穩定性的影響。研究結果表明:隨著隧道的不斷推進,右拱腳附近豎向位移和最大主應力有較明顯的增加;拱頂、拱底圍巖變形有朝溶洞方向位移的趨勢;側部溶洞對圍巖的影響范圍大約是2倍隧道洞徑,對1倍隧道洞徑內的圍巖及側部溶洞應及時處理。隧道圍巖位移、應力的變化規律可為巖溶處理、支護時機提供依據。

文中介紹了水壓致裂法地應力測量原理,并對水壓致裂法測定的東山供水工程9#隧洞天然地應力大小及方向進行了分析計算。結合隧洞工程實際,應用圍巖應力理論,計算隧洞開挖后洞壁重分布應力,評價了隧洞圍巖穩定。依據強度應力比判定了隧洞巖爆問題。對工程方案的可靠性及設計開挖和支護處理措施具有指導意義。

采用離散網絡滲流模型模擬節理巖體中的滲流,分析滲流對節理地下洞室穩定性的影響。通過對洞室開挖后常規靜力荷載、常規靜力荷載與滲透壓力耦合作用以及常規靜力荷載作用下考慮地下水對洞室圍巖的軟化作用3種工況進行模擬,得出洞室在3種工況下的應力和位移變化情況。結果表明:考慮地下水與否,不受其他外加荷載作用時,節理巖體地下洞室的圍巖都不會遭到破壞;有高水頭地下水作用時,滲透壓力對洞室圍巖的影響要比地下水對洞室圍巖的軟化作用對洞室圍巖的影響大得多;滲透壓力對地下洞室圍巖的影響主要集中在洞頂部位,洞室側壁圍巖受地下水的影響較小。

以撫順西露天礦為工程背景,采用flac軟件研究露天轉地下開采中垂直應力與水平應力比和巷道跨高比變化對圍巖穩定性影響。數值模擬結果表明,受開挖擾動的圍巖體中存在自平衡拱結構,其特征為該區域的應力高于其他區域。自平衡拱是最主要的承載體,上覆巖層荷載和壓力通過自平衡拱傳遞到采場周邊;自平衡拱形狀受應力環境和巷道斷面尺寸影響。

水電工程中的"深埋、大跨、高墻"型水工隧洞應用越來越多,開挖過程中洞室的圍巖穩定性問題顯得尤為突出。以西南某水電站為例,采用ansys軟件對地下廠房洞室群分層開挖進行模擬計算。為同類工程及相關研究提供參考。

在尚家灣隧道施工期間,曾預報并揭露大型溶洞,溶洞的存在給隧道施工帶來極大的安全隱患。以尚家灣隧道為背景,開展數值試驗。通過對比隧道前方有、無溶洞條件下開挖工況,從位移、應力、塑性區3個方面分析了隧道前方大型溶洞對隧道圍巖穩定性的影響。研究表明:對于本工程而言,溶洞對隧道底部和左側拱腰的影響要大于對隧道頂部及右側拱腰的影響;隧道前方存在大型溶洞條件下塑性區體積隨開挖位置呈指數增長。隧道前方無溶洞條件下,塑性區體積隨開挖位置呈線性增長,即溶洞的存在大大加速了隧道開挖塑性破壞區的增長。該研究對巖溶地區隧道安全施工具有一定的指導意義。

通過建立有限元、離散元兩種數值力學模型,開展開挖跨度對隧道圍巖穩定性的影響規律研究。結果表明:在不考慮洞室形狀影響的前提下,當圍巖按連續介質假設,且開挖后仍處于彈性應力狀態時,單純增加隧道開挖跨度對圍巖應力狀態影響不大;但若開挖后進入彈塑性應力狀態,則單純加大開挖跨度會導致塑性區半徑大幅度增加,影響圍巖穩定。當圍巖按非連續介質假定時,巖體失穩主要呈現節理面間剪切滑移。開挖跨度增大相當于隧道跨度與巖塊的相對尺度增大,隧道關鍵塊體失穩概率加大,對于相同產狀節理巖體,關鍵塊體出現部位相同;另一方面,跨度增大引起在隧道開挖的應力擾動區內遭遇節理的組數增加,組數越多,巖體越破碎,失穩概率越大,且失穩模式各有不同,增加了支護難度。

電力隧道施工中對圍巖穩定性的分析

凍巖隧道施工中,開挖、初襯、保溫層和二襯等作業,產生的施工熱量及洞內外空氣的熱交換,將影響凍土圍巖原始地溫場。這種地溫場的擾動,破壞了凍土地層的熱力學平衡,使其凍土的熱物理力學性能發生改變,其中包括凍土的融沉性、凍土回凍過程的膨脹性以及隧道的穩定性等工程力學性能。因此,保護凍土、減少施工對凍土原始地溫場的擾動是凍土隧道施工的重要控制因素之一。通過建立凍土圍巖、支護襯砌結構、隔熱保溫層和洞內環境氣體熱力學模型,根據實際工況和實測洞內環境溫度及地溫,應用ansys有限元程序,對不同施工工況下圍巖的溫度場變化進行模擬,分別研究毛洞暴露時間、初襯施作時機、初襯持續時間等不同狀況下,凍巖溫度場的擾動規律、融化圈深度。根據不同施工方法下融化圈大小對洞室穩定性的影響,為凍土隧道施工控制和決策提供科學依據。

通過曼歇2號隧道中導洞開挖中的地質素描和資料收集,依據掌子面和兩壁出露的地質體的巖性、節理、巖體結構類型、地質構造特征等綜合特征,沿其走向、傾向和傾角的延伸推斷工作面短距離前方的地質情況,應用赤平投影分析法對正洞的圍巖穩定性和邊坡的變形破壞做出定性和定量分析,從而預測兩側正洞的地質情況,對連拱隧道上、下行線正洞的施工予以指導和控制,進而達到短期預報的目的。

通過rfpa方法考慮巖石材料的細觀非均勻特性,對深埋硬巖隧洞全斷面一次開挖和分斷面多次開挖進行數值模擬分析,直觀呈現隧道圍巖破裂面位置與形態漸進破壞誘致失穩的演化全過程,并與現場破壞情況對比研究,旨在揭示兩種不同施工過程中應力演化、位移擴展、能量釋放多個特征方面對圍巖穩定性的影響及其破壞機制。數值模擬結果表明,隧洞圍巖穩定性采用分斷面多次開挖優于全斷面一次開挖方式,為應對1#引水隧洞tbm掘進到錦屏山核部強巖爆風險,排引2#橫通道往西洞段采用鉆爆法超前實施導洞方案為最佳。雖然分斷面開挖可以顯著地降低圍巖破壞風險,但不能徹底排除多次擴挖過程中圍巖大塌方的情況,則建議這些洞段直接鉆爆擴挖到位,讓tbm步進安全通過為宜。同時深埋硬巖\"城門型\"隧道的破壞機制是來自側壁破壞為主而拱形部位不存在壓力拱破壞,與淺埋隧道的破壞在拱頂的破壞機制有明顯區別,對認識隧道破壞機制有重要意義。