深埋水平岩层隧道开挖稳定性分析及控制*

针对深埋高地应力水平岩层掌子面开挖稳定性及支护结构失效问题,以大峡谷隧道为工程背景,通过现场测试、室内试验、数值模拟等方法,探究深埋高地应力水平岩层失稳机理及控制措施。研究结果表明:坚硬岩体被节理面切割后,在高地应力作用下容易发生挤压破碎,破碎岩体遇水发生软化,导致掌子面发生大范围塌方,初支和超前支护失效;隧道开挖后岩层发生不均匀沉降,浅部岩层最先发生弯折破坏,层内块体错动滑移,继而向上方岩层发展,并伴随层间分离和层内裂隙发育,最终形成宏观破裂面;提出的台阶法、2 m开挖进尺、砼喷层、双层小导管、提高初支强度的整体优化控制措施,可有效提高现场支护效果。     

深埋隧洞掌子面岩爆的真三轴试验模拟

深埋隧洞施工过程中开挖掌子面上发生的岩爆灾害严重威胁施工人员与设备安全。为了探究掌子面岩爆的发生机制与特征，利用高压伺服真三轴试验机，采用预制非贯通圆孔花岗岩立方体岩样(150 mm×150 mm×150 mm),成功模拟了深埋隧洞掌子面岩爆过程。结果表明：掌子面岩爆主要经历颗粒弹射、劈裂成板和板折弹射3个阶段；在相同加卸载条件下，与常见的出现在围岩四周洞壁的岩爆现象相比，掌子面岩爆的孕育过程以张拉破裂模式为主，动力失稳前夕出现明显板裂屈曲现象，岩块弹射烈度相对较弱，但动力失稳过程在时间上更为集中，岩体破损体积较大；与单向开挖情况相比，双向开挖情况下且掌子面岩柱厚度较小时，掌子面岩爆更易发生，岩爆烈度更高，需采取有效安全调控措施。     

断层构造对高地应力隧道初始地应力场影响分析

为减少地下工程区断层等地质构造对局部应力场的影响，以云南省红河州某高速公路隧道工程为例，分析隧道选址区域初始地应力场。首先，建立隧道选址区域三维地质模型，使用空芯包体法采集10处测点的初始地应力数据；然后，根据实测地应力数据，通过多元线性回归反演分析方法反演，得到隧道选址区岩体初始地应力场，同时，在该方法的基础上考虑区域内断层和破碎带的影响，总结断层对地应力分布状态的影响；最后，根据现场勘察所得地质构造条件(主要为断层),对断层带施加挤压力和压扭力模拟断层错动，从而进行局部地应力调整，得到符合实际的地应力场。结果表明：研究区域水平垂直隧道轴线方向的应力最大，表现为σ_y>σ_z>σ_x;应力值在断层内部减小，断层带边缘增大。在高地应力硬岩隧道工程中，应力集中的断层边缘存在岩爆发生概率增大的可能性，应加强防治，以保障施工过程安全。     

长大深埋隧道未开挖段岩爆灾害风险评估

为综合评估长大深埋隧道岩爆灾害风险,基于大量岩爆研究文献及待评估隧道的工程条件建立岩爆风险评估指标体系,包括单轴抗压强度、地应力、岩体完整性系数3个指标,并将岩爆风险划分为低、中、高和极高4个等级;根据围岩等级将待评估的五老峰隧道未开挖部分划分为4个区段,根据指标体系搜集各区段指标值,并将指标区间划分值与实际指标值归一化;基于重要性排序法和可拓综合评判确定未开挖区段的岩爆风险等级。研究结果表明:该隧道区段1,3和4的岩爆风险为中度,后续施工中应予以监测;区段2的岩爆风险为高度,在后续施工中必须采取风险控制措施降低风险并加强监测。     

在高地应力作用下近水平岩层隧道掌子面稳定性分析及控制

为了研究大峡谷隧道开挖中掌子面大范围塌方及支护失效问题,分析现场水平层状围岩失稳特征,基于3DEC离散元软件探究掌子面失稳机理,提出塌腔处治及支护整体优化控制措施。研究结果表明：掌子面塌方主要表现为顺层滑移、挤压离层、局部掉块。开挖后拱顶沿水平层理面发生离层,导致掌子面分层垮落,层间错动掉块。围岩拱顶块体呈斜向下45°变形发展,掌子面中部和底部呈平行隧道轴向变形发展,根据塑性区和剪切滑移区扩展范围,最终形成宽5 m、高4 m的塌腔,掌子面前方岩体受影响深度3～4 m。对易塌方段提出台阶法开挖等控制措施,现场监测洞周位移收敛量不超过5 cm,整体优化后支护效果明显。     

岩爆危险性预测的神经网络模型及应用研究

岩爆是高地应力区岩质隧道开挖施工过程中发生的主要施工地质灾害之一 ,它的发生对隧道施工企业的安全生产构成很大的威胁 ,对岩爆发生可能性及其程度的预测是这类隧道设计、施工及安全生产所面临的重大问题。依据隧道岩爆发生的条件 ,基于国内外隧道工程岩爆实例 ,应用人工神经网络方法 ,建立了岩爆危险性预测的评价模型并应用于实践。     

三维流固耦合数值模拟在铜锣山隧道安全性评价中的应用

隧道施工破坏了原有的岩体平衡,可能引发塌方、突水等安全问题,为了评估隧道建设的安全性,基于三维稳定渗流问题的基本控制方程,对铜锣山隧道全线的开挖和支护方案进行了三维流固耦合模拟,在应力、应变、渗流分析的基础上,评估了隧道建设发生岩爆、坍塌、突水灾害的风险,预测了可能出现大变形和突水灾害的工段,对于隧道安全建设具有指导意义。     

基于微台阶法对连拱隧道稳定性的研究

为研究软弱围岩基于微台阶法连拱隧道合理的掌子面纵向间距、仰拱一次开挖长度和开挖进尺施工参数,确保隧道安全和高效施工,以云南省元蔓高速公路风口山隧道为研究对象,从力学机理上分析了施工参数对隧道稳定的影响,采用数值模拟方法,分析纵向间距对中隔墙水平位移和开挖面叠加效应的影响、仰拱一次开挖长度对拱腰水平位移和中隔墙受力的影响、开挖进尺对围岩变形特征和掌子面剪应力的影响,对连拱隧道微台阶法进行最优化设计。结果表明,掌子面纵向间距2D、仰拱一次开挖长度4 m、开挖进尺2m为宜,可为类似连拱隧道的施工提供指导。     

软弱围岩大断面隧道掌子面锚杆加固参数研究

软弱围岩隧道的开挖施工容易造成开挖面失稳坍塌以及拱顶沉降过大等事故,须对围岩和掌子面进行加固,以保证施工安全。以宁波象山县野猪山隧道为工程背景,以新意法为理论基础,采用玻璃纤维锚杆加固隧道掌子面,通过数值分析研究了掌子面锚杆布置密度、加固长度、搭接长度等加固参数,得出掌子面玻璃纤维锚杆加固长度应大于隧道开挖直径,可提高掌子面的稳定性;对掌子面挤出变形控制较为严格的情况下,可以对全断面布置锚杆进行加固。     

矿山压力基本知识和研究方法——(三)第三讲 矿山岩体内部的力

矿山工程处于地下几十米,几百米甚至上千米深的岩体中。岩体与其他建筑物结构物不同的基本特点之一,就是岩体在自重及其他因素影响下处于一定的应力状态。在没有开挖地下工程之前,岩体内存在的应力称为原岩应力场(也称岩体一次应力场),岩体中开挖井巷工程以后形成新的应力场,称为岩体次生应力场(也称岩体二次应力场)。应力场就是应力在空间各点的分布(包括各应力分量的大小和方向)。原岩应力场是客观存在于岩体之中的自然力场,它是在地壳形成的亿万年过程中生成的。对于人类采矿活动所涉及的地     

广告牌结构风荷载取值问题的研究

就广告牌结构风荷载标准值的关键参数的确定问题进行了研究 ,并着重就风振系数、风荷载体型系数展开探讨。     

常规法制强于突击整治——澳大利亚的安全生产监管体制

在澳大利亚为,承担安全生产监督管理职能的政府机构是澳大利亚国家职业健康与安全委员会(NOHSC)。这个委员会不仅负责全国的安全生产监督管理,而且负责职业健康的保护和管理。全国七个州均设有相应机构、垂直管理、体制独立。     

薄膜结构褶皱研究述评

薄膜结构的一个显著特点是膜材不具有弯曲刚度 ,不能承受面内压应力。当外荷载产生的压应力超过结构的预拉应力时 ,薄膜结构将产生局部屈曲 ,即褶皱。褶皱的出现会对膜结构的美观及受力性能造成影响 ,甚至会造成膜材破坏。由于薄膜结构褶皱机理的复杂性 ,该问题一直没有得到很好的解决。为此 ,笔者首先概括分析了国内外膜结构褶皱分析方面的主要成果 ,并提出采用修正的本构矩阵方法 ,来分析处于褶皱状态的薄膜结构 ,结合算例证明了该方法的正确性和有效性。     

林场管理经济效益提升方法分析

林场管理经济效益提升需要从具体工作做起,需要落实好国家相关政策,充分利用林业资源,坚持走林场产业化发展道路,把林场生态资源分配好,优化各种产业链条,推动林场管理水平不断提高。我国林场管理工作是一个长期的过程,需要做好科学管理、技术管理工作,需要制定符合林场发展的总体规划,推动林场管理经济效益不断提升,促进林场各项工作可持续发展。     

推行OHSMS过程中管理责任制的探讨

结合石油、天然气行业建立 HSE(健康、安全、环境 )管理体系的实践 ,归纳了在企业推行职业安全卫生管理体系 (OHSMS)过程中运用管理责任制的基本内容 ;根据领导科学和安全科学理论 ,采取与实际分析相结合的方法 ,论述了推行 OHSMS过程中安全管理责任制的必要性、科学性和适用性。     

电气设备触电危险因素分析

我国现阶段生产、生活中触电事故增加,采用故障树的分析方法,对用电设备触电事故进行危险因素分析,得出保护接地在供配电系统中的重要作用。简要介绍保护接地,并指出目前我国用电设备保护接地中存在的问题及接地故障的防范措施。     

我国油锯产品生产许可证评审结果现状分析

本文总结了全国油锯产品生产许可证评审中企业存在的主要问题，并对其产生的原因进行了分析，指出对油锯产品实行许可证管理的重要性。     

危险源的概念辨析

在现代安全科学理论中,危险源是人们认识事故形成机理的重要因素。但在学术研究领域,目前对于危险源的描述和表达并不统一。这不利于人们在生产活动中应用危险源理论开展事故预防工作。虽然危险源的一些主流概念和分类方法,从不同侧面阐明了危险源的特征和本质,却仍有其局限性。主流的危险源分类方法包括根源危险源和状态危险源、第一类危险源和第二类危险源、固有型危险源和触发型危险源、固有危险源和变动危险源、物质性危险源和非物质性危险源等。基本型危险源和控制型危险源是在传统危险源概念和分类方法基础上,对于危险源本质和特征的新的认识。基本型危险源的本质是能量或危险物质,而控制型危险源导致了前者的约束机制失效。从本质上讲,无论是约束机制自身还是约束机制失效,都是一个控制问题和系统问题。     

动火的风险及安全技术应用分析

近些年在我国因动火而导致的火灾、人身伤亡事故时有发生,应当引起人们的高度重视,要切实注重采取安全措施,防范动火风险,防止火灾事故。1动火的风险与危害2010年11月15日14时,上海余姚路胶州路一栋正在进行外立面墙壁施工的高层住宅,因违章动火