摘要：建立了断层影响区内衬砌隧道渗流模型.在该模型中,断层被视为地下水补给边界,以隧道涌水量作为衡量依据将隧道横断面内倾斜断层等效为竖向断层.利用镜像叠加原理将有限边界渗流问题转化为半无限空间渗流模型,再通过保角坐标变换和极坐标联立求解渗流微分方程,推导富水断层影响区内地下水头半解析公式,得到了隧道涌水量计算公式.经过退化验算、数值模拟及现场实测数据对比,验证了公式的正确性.在此基础上,探讨了地层与衬砌的相对渗透系数(KS/KL)、隧道与水位线的距离(h)、隧道与断层的距离(L)对涌水量的影响:KS/KL对涌水量的影响最显著;其次为h,h也会影响L的作用效果,h越大,L的影响程度也越大.施工过程中应加强注意衬砌防水措施的施作,隧道线路的选择应尽可能考虑埋深设计,避免高水头压力.

摘要：研究目的:针对二维渗流模型分析隧道掌子面附近渗流场的局限性问题,以掌子面所在平面为分界线,利用反映法将有界含水层用映射原理转变为无界问题,分别构建掌子面前后方涌水简化计算模型。基于流体质量守恒定律、达西定律及线性叠加原理推导涌水量计算公式,并与已有解析公式对比以检验公式的适用性,再对相关参数进行敏感性分析,最后通过与现场实测数据对比检验模型构建的合理性及公式推导的正确性。研究结论:(1)增加注浆圈厚度或降低其渗透性均对减小掌子面前后方涌水量有利,但掌子面后方对注浆圈厚度及渗透系数要求高于掌子面前方;(2)掌子面前后方涌水量均随隧道内缘水头高度的增加而线性减小;(3)有注浆设计时,掌子面前后方理论计算与实测误差分别为12.8%与5.1%,无注浆设计时,掌子面前后方理论计算与实测误差分别为10.7%及6.9%;(4)本研究成果可为隧道掌子面附近涌水量预测提供理论指导,为掌子面前后方加固设计提供理论依据。

摘要：针对现有岩爆评价指标未能全面反映岩爆特征的问题,以冈底斯造山带花岗岩为研究对象,进行了不同速率条件下的单轴循环加卸载试验,揭示了岩石在加卸载过程中的响应机理及能量分配和演化,进而建立了弹性能演化的显示表达,基于该表达提出了能同时反映危害性和可能性的岩爆危险性评价指标,利用最小损失函数法确定了相应判据.结果表明:在整个加载过程中,弹性能U^(e)变化和总输入能U^(o)的变化规律一致,Ue/U^(o)的演化可以用指数函数表示,且在压密阶段之后U^(e)为主要的能量占比;将弹性能同最大主应力与单轴抗压强度(UCS)比值的乘积作为岩爆危险性评价指标,应用于隧道岩爆等级评估,并与实际岩爆情况进行对比,证明了其合理性.

摘要：基于反映法、叠加原理及渗流力学理论构建了是否含注浆圈的两种体外排水简化计算模型,推导了隧道与体外排水洞涌水量的计算公式、隧道二次衬砌外水压力表达式,通过解析退化验证了理论模型及解析公式的正确性与适用性,根据推导公式进行了参数敏感性分析,最后通过数值模拟进一步进行了检验.结果表明:体外排水洞与隧道涌水量均随注浆圈渗透系数的下降而非线性降低,隧道二次衬砌外水压力随注浆圈渗透系数的下降而非线性增大,但其临界值小于常规排水方式;增加初期支护的厚度可达到降低二次衬砌外水压力及隧道涌水量的目的;围岩与注浆圈、注浆圈与初期支护渗透系数合理比值分别为15与100,同时须严格控制二次衬砌渗透系数;排水洞洞径对体外排水洞涌水量影响显著,为保护地下水资源,体外排水洞洞径推荐为0.2 m.

摘要：作为渗流影响边界,断层是制约富水断层区隧道设计及施工的重要影响因素,研究断层对隧道涌水的影响具有重要的理论意义和工程应用价值。为分析断层与隧道空间位置关系对隧道涌水量的影响,将断层视为定水头边界,利用反映法将有界含水层用映射原理转化为无界问题,构建含断层的深埋平行隧道涌水简化计算模型。利用地下水力学理论、达西定律及线性叠加原理推导涌水量及结构承担的渗水压力计算式。忽略断层及平行隧道的干扰,初步验证本文构建模型的合理性及公式推导的正确性。基于理论公式对相关特征参数进行敏感性分析,揭示断层对隧道涌水的影响机理,探讨平行隧道及断层对涌水的影响特征。通过在建鸿图特长隧道检验涌水简化计算模型的适用性及有效性。研究结果表明:断层倾角竖直时,平行隧道与断层的垂直距离最大,渗流稳定时平行隧道涌水量最小;平行隧道水平距离对隧道涌水影响较为复杂,应综合考虑平行隧道与断层的相互干扰;平行隧道涌水量理论值与实测值差异分别为6.8%及10.5%,误差在可接受范围内。研究成果可为富水断层区隧道涌水量的计算及结构设计提供理论参考。

摘要：隧道允许渗水量对地下水及结构影响较大,为确定其合理值,首先利用反映法将有界含水层用映射原理转化为无界问题,再基于线性系统叠加原理求解控制点水头势函数,进而利用环境限制条件计算渗水量极限值解析解,同时推导初期支护内外壁水头压力表达式,最后基于工程案例对理论公式进行验证并优化设计。研究结果表明:隧道允许渗水量与控制点周围介质渗透系数及水位允许降深的乘积成正比;降低注浆圈与初期支护渗透系数可减少隧道涌水量,但超过一定界限后隧道涌水量对两者渗透系数的敏感性均可忽略;注浆圈半径增大到一定程度后(本实例为6 m),环向盲管工作状态对二次衬砌外壁水压力影响急剧增大,须定期对环向盲管进行检查,避免水压力对防水板及二次衬砌造成较大破坏。

摘要：研究目的:悬臂式掘进机作为铣挖法中不可或缺的机械设备,其工作性能常受到围岩特征和机械设备等条件的制约。为预测悬臂式掘进机工作性能,本文以瞬时切割速率ICR作为评价指标,综合考虑围岩因素和机械设备因素,通过不同算法预测ICR,优选出基于粒子群优化的支持向量机算法(PSO-SVR),并据此建立了ICR预测系统,从而快速高效地预测铣挖隧道掘进机工作性能和施工速度。研究结论:(1)利用已开挖的铣挖法隧道数据作为训练样本,通过5种算法预测ICR,其中粒子群优化的支持向量机算法预测精度最佳;(2)通过粒子群优化算法搜寻最优惩罚系数C和核函数系数g,能有效避免陷入局部最优解问题,并显著提高模型预测精度和泛化能力;(3)十折交叉验证结果表明,PSO-SVR算法具有较好的鲁棒性,且鲁棒性高于其他4种算法;(4)依托赣州蓉江隧道工程,PSO-SVR模型可准确预测悬臂式掘进机瞬时切割速率和施工速度,预测精度显著高于经验公式和其他算法,可为铣挖机械设备选型以及铣挖隧道施工速度预测提供参考。

摘要：与断层有关的影响地应力因素主要为围岩与断层带内岩体弹性模量之比E_(r)/E_(f)、断层带破碎程度P、断层倾向与围岩中第一主应力σ_(1)方向的夹角α。本文通过数值模拟分析了这三个因素对主应力的影响规律。结果表明:α影响地应力的大小和方向,0°<α<45°时与无断层时相比,断层带内σ_(1)和第三主应力σ_(3)均增大,σ_(1)会向断层走向偏转,而距断层带1倍断层带宽度范围内σ_(1)、σ_(3)均会减小,σ_(1)向断层倾向偏转;45°<α<90°时水平主应力的变化规律与0°<α<45°时相反;E_(r)/E_(f)影响水平主应力变化幅度,其值越大主应力变化幅度越明显;P会对断层带应力分布产生影响,由于碎裂岩的存在应力会产生波动,且P越大应力波动越频繁。通过对穿越四条区域性断层的色季拉山隧道实测应力的分析,验证了模拟分析结果。

摘要：深埋隧道穿越富水破碎带时,常发生涌水坍塌灾害,延误工期,增加投入,严重时发生人身伤害,因此需采取预先全断面注浆的加固措施。针对这一问题,按平面应变分析,假定注浆加固圈与隧道衬砌径向完全接触,建立理论计算模型,得出了衬砌内缘位移与衬砌外缘压力的理论解。以国内在建特长隧道为工程背景,进行数值模拟分析,验证了公式的正确性。根据理论解,对加固圈的厚度、泊松比、弹性模量、衬砌半径、衬砌厚度5个参数进行分析。建议加固圈厚度与衬砌半径的比值为0.4~0.6;注浆材料弹性模量与衬砌弹性模量比值接近2,泊松比小于0.5,注浆效果最好;在高压富水隧道衬砌设计时,须认识到增加衬砌厚度在减小衬砌内缘位移的同时会增加衬砌外缘承受的压力,因此须综合判断。

摘要：栏杆村大桥是江玉高速上一座桥隧相连的桥梁,地质条件复杂。文章在考虑地形地貌、工程地质、水文地质和周边的环境的基础上,对桥梁设计方案进行了研究,选定了桥型、桥位及桥梁参数,并提出了施工工艺和参数,研究成果可为江玉高速项目提供技术支持,也可为类似工程提供参考。