深部隧道单节理岩体开挖卸荷破裂及锚杆加固研究

深部隧道开挖卸荷引起的岩体破裂是地下工程典型灾害之一。针对深部隧道单节理岩体在开挖卸荷条件下的破裂问题,基于开挖卸荷引起的最小主应力线性降低规律,采用Griffith强度理论准则对开挖卸荷条件下的含单节理岩体破裂进行了分析,并对破裂岩体进行了锚杆加固设计研究。结果表明:当结构面倾角大于支护应力状态下的破裂角时,深部岩体初始应力状态下未产生破裂,随着最小主应力的降低,深部岩体先产生材料破坏后沿结构面破坏;当支护应力状态下的破裂角大于结构面倾角时,深部岩体受支护应力作用仅产生材料破裂;当结构面倾角小于最小主应力为0时对应的破裂角,深部岩体无论是否支护岩体仅产生材料破裂;对于深部岩体,产生破裂的必要条件是最大主应力大于8倍的岩体抗拉强度,且破裂角变化于30°~45°之间;岩体支护应力的选择应在岩体初始破裂应力与结构面破裂应力之间,并且要保证岩体应力的释放率以及围岩的稳定性。石塘隧道岩体破裂分析及锚杆加固研究表明:岩体首先产生材料破坏,其破坏的临界应力值为10.25 MPa,对应的破裂角为39.9°,结构面破裂的临界应力值为4.15 MPa;石塘隧道岩体在无支护条件下,沿结构面产生突发性破坏,岩体支护应在开挖完成40.59h内完成,岩体支护应力为7.175 MPa,支护破裂角为37.5°,单根锚杆锚拉设计值为88.7kN,锚固长度为5m,倾角为15°,间距为0.8m,此锚杆设计参数下可保证岩体应力充分释放以及确保围岩的稳定性。     

岩体质量对地下洞室围岩稳定性的影响

在现场调查的基础上,通过对西南某电站地下厂房洞室群围岩岩体质量的分析评价,采用三维有限元数值分析方法,对比分析不同岩体质量条件下,洞室开挖后围岩的二次应力场、变形场和塑性破坏区的差异。较全面地讨论了岩体质量对地下洞室围岩稳定性的影响。     

椿树垭隧道岩体结构特征与围岩稳定性分析

通过岩体结构面网络计算机模拟,得出了隧道围岩岩体结构特征,并分析了其对围岩稳定性的影响,同时采用ANSYS有限元分析软件对Ⅳ级围岩条件下初始状态、开挖后不支护、开挖后支护3种工况下的围岩位移、应力分别进行分析和稳定性评价,结果表明:开挖后不支护时围岩很容易失稳;而实施初期支护能保证围岩的稳定性,且设计的初期支护方式能够满足安全要求。     

某大型地下洞室群围岩稳定性工程地质评价

某水电站布置有大型的地下洞室群,其规模在国内外已建和拟建的工程中都是十分罕见的。总体上说,地下厂房区岩体质量较好,但由于多期的构造作用,在厂房区岩层中发育有不同级别的结构面,对围岩的稳定性有一定影响。对此,本文运用围岩分类法和数值模拟法分析了厂房开挖后围岩的整体稳定性,然后运用UNWEDGE软件对主厂房顶拱部位的不稳定块体进行了分析评价。     

基于Monte-Carlo法的瑶寨隧道岩体结构性质评价

本文以瑶寨隧道为研究对象,结合现场地质分析与结构面统计,以Monte-Carlo法为基础,对该隧道各测线不同等级围岩分别进行结构面网络模拟,评价遂道岩体的结构性质,并进行工程岩体分类,估算其力学参数,以为采取合适的围岩支护方式提供依据。     

基于网络模拟的岩体边坡稳定性概率分析

介绍了基于网络模拟的岩体边坡潜在滑动面随机搜索及其破坏概率计算的基本原理和实现过程。首先通过统计分析得到岩体边坡结构的统计性质参数及分布的密度函数,应用蒙特卡洛方法,采用随机参数模拟生成边坡岩体的结构面网络模型;然后以结构面网络模型为基础,在研究岩体边坡断裂失稳问题中,结合优势面理论,并考虑岩桥破坏机理,建立了新的使用动态规划方法寻求潜在滑动面及破坏概率计算的随机模拟技术,完成了相应计算程序。     

非煤矿山采空区失稳机理及稳定性数值模拟分析

地下开采形成的采空区而引起的灾害已成为地下矿山主要灾害之一。本文从非煤矿山采空区顶板(连续性结构岩体层状顶板、非连续性碎裂结构岩体)和矿柱两个关键影响要素对采空区失稳机理进行了研究,同时结合工程实例,采用FLAC3D软件对采空区稳定性进行了数值模拟计算与分析。结果表明:采空区围岩受力及变形导致的失稳状况与理论计算相吻合,并在工程上得到了很好的验证和应用。     

某地下厂房围岩岩体结构特征分析

水电站地下厂房的围岩稳定性的影响因素很多,围岩的岩体结构特征就是其中的一种。因此,研究地下硐室的岩体结构特征,对评价地下硐室的围岩稳定性是很有帮助的。本文主要是根据对某水电站地下厂房拟建区平硐的现场调查,用统计的方法对调查资料进行分析,并最终找出该区岩体的结构特征,为研究地下硐室的围岩稳定性提供可靠的基础资料。     

不同围岩分级方法在地下采矿巷道围岩分级中的适用性分析

为了分析围岩分级方法在地下采矿巷道中的适用性,本文结合大冶铁矿地下采矿工程实际,应用RMR法、Q指标法及国标法对地下采矿巷道围岩进行了分级,以此判定围岩的稳定性;同时对比分析了不同围岩分级方法的分级结果,结果表明Q指标法及国标法得出的结果更接近于工程实际,且更适合采矿巷道围岩的分级,而RMR法对采矿巷道围岩的分级偏于保...     

基于可靠性的围岩失稳规模预测

块体理论中,当结构面未能完全贯通所研究的岩体时,会形成无限块体。现有研究均将无限块体视作稳定的,认为其破坏的概率为零。假设结构面为薄圆盘状,考虑三组未贯通结构面和临空面切割的空间几何关系,确定岩体中形成棱台状的潜在失稳块体,并建立块体失稳的力学模型,推导出不同运动模式时块体的失稳判别式。结合构建的潜在失稳块体模型,提出了一种基于可靠性的潜在失稳块体失稳规模(即失稳体积范围)的预测方法:该方法利用Unwedge程序确定给定临空面尺寸和结构面间距下的最大三棱锥块体,其即为结构面在临空面上可能形成的最大块体;以此为基准,运用Monte-Carlo法分别求解不同线性比下结构面直径随机分布时生成块体的体积和安全系数;通过数据整合与分析,可获得不同体积的潜在失稳块体的形成概率和失效概率,并选取一目标失效概率为阈值,即可计算得到潜在失稳块体失稳体积的预测范围。以黄岛地下水封洞库为例,利用提出的预测方法,计算得到以目标失效概率为0.001时潜在失稳块体失稳体积的预测范围:巷道顶板为0~10.900m3,巷道左边墙为0~1.681m3,巷道右边墙为0~1.630m3。该预测结果可为地下工程设计与施工提供可靠的依据。     

基于强度折减法的港珠澳大桥沉管隧道干坞工程高边坡稳定性分析

在列举和分析比较当前岩土工程领域边坡稳定性分析的各种主要方法的基础上,概述了强度折减法的基本原理、主要特点和优势,并以港珠澳大桥沉管隧道干坞大型临时工程拟建场地的岩质高边坡为实例,应用强度折减法基于FLAC3D软件对该边坡的稳定性进行了计算和分析,确定了边界条件和强度参数,计算了该边坡的安全系数,结果表明自然工况下边坡处于稳定状态,底部开挖以后边坡趋于欠稳定状态,同时指出了边坡的关键变形部位,可为后续的设计和施工提供参考。     

高地应力作用下乌鞘岭深埋长隧道软弱围岩流变规律研究

在高地应力环境下的软弱围岩中修建深埋长隧道,软弱围岩流变一是个突出的工程地质问题。位于兰新铁路上的鸟鞘岭隧道工程在穿越宽迭785m的活动断裂带F7时,软弱围岩发生了显著流变,围岩最大收敛变形超过1m,对支护结构造成了严重破坏。本文在对鸟鞘岭隧道进行长期围岩收敛变形的基础之上,分析了乌鞘岭左右两主洞的收敛变形规律。此外,作者提出了对软岩围岩流变进行工程治理的原则。     

石崆山Ⅱ号段岩质高边坡稳定性的有限单元法(FEM)分析评价

岩质高边坡是常见的自然地质环境问题和重要的岩土工程问题之一,涉及工程地质学、岩体力学问题。针对漳州—龙岩高速公路石崆Ⅱ号段岩质高边坡稳定性问题,采用有限单元法(FEM)进行计算分析。计算分析结果表明石崆山Ⅱ号段岩质高边坡是稳定安全的。有限单元法在岩质高边坡稳定性的计算分析中的应用,正处在完善和发展之中。它的计算分析正确与否或精确程度,很大程度上取决于对边坡岩体工程地质条件的正确理解和归纳概化,取决于计算参数的合理客观选取。     

露天煤矿排土场工程地质勘察技术方法浅析

通过对露天煤矿排土场工程地质钻孔勘探的实际工作经验,简要阐明了露天煤矿排土场排弃物层在钻探过程中经常遇到的几个问题,详细论述了解决问题所应采取的技术方法与措施。     

城市隧道开挖爆破对古城墙的安全影响研究

南京九华山隧道工程,在城市中建设,周边环境要求高,穿越明代古城墙施工段面临如何确保古城墙安全的问题,是施工的难点之一。通过计算分析确定隧道开挖爆破震动对明古城墙的影响范围,详细介绍了控制围岩沉降、控制爆破振动效应等确保古城墙安全所采用的技术措施;通过所进行的监测工作,证明了所采用技术措施的有效性。对城市隧道工程建设中的环境保护问题具有重要的应用价值。     

桩基础在水城岩溶盆地中的应用

在进行桩基础设计时,桩基础型式的选择是至关重要的。笔者根据在水城(六盘水市)从事岩土工程工作多年的实践经验,对水城岩溶盆地地质构造及主要工程地质问题进行了分析,从安全、经济、实用等角度对比了目前在盆地内建筑物或构筑物所采用的几种主要桩基础型式,并例举了一些工程实例。最后,就水城不同的工程地质条件,总结出相对应的经济适用的桩基础型式。     

地质工程建设与环境的协调发展

人类为自身的发展而进行的各种工程地质建设与环境相互依存,相互影响。本文首先提出人与自然是工程地质工作的两个基本点,并且认为人类活动应与自然环境相协调。人类的各种工程活动必然影响到周边环境。建立整体性思维是解决工程建设与环境协调发展问题的有效方法。我国近年来表现最突出的工程地质建设与环境问题包括:(1)为西部大开发而进行的各种配套的工程建设将要遇到的工程地质及环境问题;(2)南水北调工程建设及环境问题;(3)东部及沿海地区工程建设及环境问题;(4)水土流失与我国北方大规模荒漠化问题及城市的环境破坏与污染控制问题等等。最后作者详细论述三峡库区地质工程建设与环境的相互影响。为实现可持续发展战略,工程地质建设必须与环境相协调。     

岩石掘进机(TBM)穿越板岩和碳酸盐岩接触带引发的环境工程地质问题分析

在穿越隔水板岩和透水碳酸盐岩间接触带时,隧道施工将遇到一系列工程地质问题,这对地质条件适应性较传统钻爆法差的TBM掘进来说尤为突出。结合TBM施工的云南上公山隧道工程,通过对该接触带工程地质条件评价和问题分析,讨论了该洞段的泥石流、库水位下降、泉水断流等一系列环境工程地质问题的发生机理。     

应用遥感与地理信息系统评价公路地质背景的方法

在公路的预设计阶段 ,需要快速、廉价的公路地质背景信息 ,遥感与GIS技术正能满足这种要求。本文认为利用遥感与GIS评价公路地质背景应包括地理因素、地质条件、水文地质与工程地质等因素 ,空间评价应从公路分段评价、重点工程评价、地质灾害分布三方面进行。本文介绍了应用这种方法对贵州省镇兴公路关岭至兴仁段的地质背景评价     

碳酸盐岩风化残积层红黏土的边坡稳定性

根据工程实例,分析了碳酸盐岩残积层红黏土风化壳的特征及红黏土的工程地质性质,并探讨了红黏土边坡的稳定性问题.