摘要：地裂缝是西安市最典型的城市地质灾害,其活动对城市地铁建设具有严重威胁,盾构隧道能否应用于地裂缝场地一直是工程界关注的问题。为揭示地裂缝活动对地铁盾构隧道的影响机制,文章以在建西安地铁8号线大角度(θ=75°)穿越地裂缝带为工程背景,基于1∶12几何比尺的物理模型试验并结合数值模拟,对大角度斜交地裂缝带的盾构隧道结构的变形破坏规律进行研究。结果表明:地裂缝错动作用下,大角度穿越地裂缝带的盾构隧道上盘管片拱顶受压、拱底受拉,下盘管片拱顶受拉、拱底受压;盾构隧道纵向整体表现为弯曲-扭动变形,管片衬砌在地裂缝上盘以拱顶内凹变形为主,在下盘以牵引变形为主,地裂缝位置及其附近的管片表现出竖向错动、轴向拉张与挤压以及水平扭转的三向变形特征;当地裂缝位错量达到s=24cm时,盾构隧道出现破坏,其破坏模式以剪切破坏为主,局部存在偏压破坏,且破坏大部分首先出现在螺栓附近;基于盾构隧道的破坏模式和范围提出隧道大角度穿越地裂缝带时的应对措施建议,对于未来100年内地裂缝累积活动量超过s=24cm的场地,地铁建设不宜采用盾构法通过。

摘要：以武罐高速公路阳坡里隧道为依托,深入探讨了隧道纵向穿越滑坡体情况下隧道与滑坡的相互作用机制及变形破坏模式。在理论分析的基础上提出了针对性的综合工程防治设计方案,并采用强度折减有限元法与极限平衡法对隧道穿越滑坡段的开挖加固效应进行了分析研究,对开挖加固前、后滑坡的稳定性进行了对比分析。结果表明:在隧道开挖条件下,滑坡的稳定性满足规范要求,目前该工程正在施工中,安全稳定性良好。另外,研究表明:纵穿滑坡体段的隧道结构对滑坡体来讲是一个重要的"抗滑结构体",由于受滑坡推力作用隧道衬砌结构所受主应力发生明显偏转,当进入基岩后,随着隧道拱顶距基岩与覆盖层接触面距离的增加,衬砌所受各主应力逐渐转变为正常状态。提出的隧道纵穿滑坡段的分析思路和综合防治方案对类似工程有一定的借鉴和指导意义。

摘要：提出了工程地质分析与三维反演模拟相结合的方法,以揭示边坡地震渐进破坏的失稳过程和失稳机制。结合西南某水电站顺层岩质高边坡工程实例。研究该高边坡地震后工程地质特性,恢复边坡震前的地形地貌,建立地震前未滑塌边坡的三维模型。利用FLAC3D对模型进行动力-时程响应分析,绘制位移、速度、加速度三量放大系数等值线图,判断地震破坏位置。数值模拟结果与边坡实际滑塌情况相符。应用工程地质分析与三维反演模拟结合的方法,揭示了边坡后发型阶段性逐级滑塌的破坏机制以及大夹角折线形的后缘破坏面形状。三维数值反演研究中采用的岩体动力参数,为正演研究提供了参考。

摘要：对于反倾硬质岩坡体,其变形机理及破坏模式由岩体结构所控制。结合某高速公路高陡斜坡,在详细调查坡体不同结构面发育及交切组合关系基础上,综合分析其变形破坏过程与深部监测资料,发现断层F13控制坡体深层变形,断层F14及部分追索节理构成中层潜在滑面,节理、风化裂隙及卸荷裂隙构成浅层潜在滑面,由此构建该斜坡深、中、浅三层共11个滑面的地质分析模型,并系统进行刚体极限平衡分析与离散元仿真工作,归纳反倾硬质岩斜坡变形破坏机制。结果表明,在坡脚冲刷、掏蚀及施工开挖扰动作用下,斜坡会沿不同深度、不同结构面组合的潜在滑面发生变形破坏,经多方案优化比选,提出导水洞引水、沟底反压护脚联合框架锚杆加固方案,经整治工程完工后8 a运营监测验证,该方案安全经济可靠。

摘要：针对深井高应力巷道支护难题,基于常规U型钢拱架设计了一种U型约束混凝土(UCC)支护系统。为明确支护系统核心构件UCC拱架的力学性能及变形破坏机制,采用自主研发的地下工程约束混凝土拱架1∶1力学试验系统,并结合数值计算方法,开展了系统的试验研究。结果表明,均压加载条件下,室内试验UCC29拱架的屈服荷载为1 230 k N,极限荷载为1 310 k N,数值模拟与室内试验结果相差仅为8.86%和12.5%,拱架整体呈现"拱顶上升,拱腿内敛,整体变瘦高"的变形形态,最大变形部位在拱腿中部至起拱点位置。拱架变形破坏机制为局部强度破坏造成拱架整体失稳。现场应用效果显示,UCC拱架具有显著的围岩控制效果,为深井高应力巷道提供了一种新型支护形式。

摘要：从西安地铁隧道工程背景和西安地裂缝地质环境出发,根据相似理论设计马蹄形隧道衬砌结构40°斜穿地裂缝的物理模型试验。结构模型混凝土应变、纵向和环向钢筋应变、结构外围土压力、结构内部收敛位移、模型顶表面土体变形以及宏观变形破坏现象表明:整体式马蹄形隧道衬砌结构40°斜穿地裂缝时其破坏模式为扭转、弯曲、剪切变形破坏,变形破坏不对称;衬砌混凝土环向裂缝主要分布在上盘区0.83D(D=1.8 m)、下盘区1.11D;纵向裂缝主要分布在上盘区1.11D、下盘区(1.94～2.22)D;下盘结构变形破坏范围和程度要高于上盘。马蹄形隧道结构在40°斜穿地裂缝时,宜采用分段方式来应对扭转、弯曲、剪切变形,应加强结构抗扭设计,扩大断面或提高混凝土强度等级来应对剪切变形。

摘要：以宜巴高速公路沿途彭家湾软硬岩互层边坡为工程依托,依据地质分析及相似理论建立缓倾软硬岩互层边坡室内模型,采用开挖试验及和注水软化试验来模拟实际中的工程开挖(或河谷下切)和雨水浸润软化过程,研究缓倾软硬岩互层边坡的变形破坏机制。结果表明:在开挖及雨水软化两种工况下,该类软硬岩互层边坡的变形模式都是前期的滑移拉裂变形和后期的整体蠕滑变形,破坏模式是以深部软层为滑动面的整体滑移;硬岩层与软岩层的变形情况略有不同,硬岩层以整体蠕滑变形为主,而软岩层以滑移拉裂变形为主;深部软岩层的状态变化对边坡的整体稳定性影响非常关键;工程开挖(河谷下切)及雨水入渗都会对该类缓倾软硬岩互层边坡的稳定性有重要影响,开挖导致的临空面及微裂隙是滑坡发生的基础,水是滑坡发生的条件和诱因。

摘要：为解决深井高应力软岩巷道出现的围岩大变形和支护问题,以邢东矿-980大巷为例,采用现场调研、数值模拟、井下试验等方法,分析围岩大变形等级和变形破坏机理。研究认为其破坏的主要因素有围岩裂隙发育且敏感性强、高地应力、复杂地质构造、水理作用,确定其属于应力扩容膨胀型(HJS)复合地质软岩。巷道变形破坏动态过程为:围岩裂隙发育、强度低(高应力扰动作用下)→形成大范围破碎带→水理、复杂地质构造及流变特性→大变形失稳。基于上述研究,提出以高强锚网索、可缩性环形支架、注浆加固为核心的多层次耦合支护系统,分析具体支护形式与围岩的耦合作用机理,并进行支护参数设计。工程实践表明:-980大巷扩修60 d后围岩变形速率降至1 mm/d,顶板最大收敛值193 mm,两帮最大收敛值114 mm,底板最大收敛值151 mm,实现了深井软岩巷道稳定性控制。

摘要：为进一步探究浙东南火山岩矿山边坡整体变形破坏机制及稳定性,以浙江温州市某海岛矿山边坡为例,在全面调查边坡岩体结构特征和变形破坏特征基础上,结合变形监测结果,分析了此类边坡的变形破坏机制,并运用3DEC离散元程序进行数值模拟验证。结果表明:火山岩矿山边坡的变形破坏主要受自身结构及区域主要结构面产出状态控制;与坡面大角度相交的裂隙多演化为变形侧边界,与坡面小角度相交、倾向坡外的裂隙面或其组合则演化为变形底边界;边坡凸出部位是边坡稳定性的薄弱点,在矿山边坡设计中应尽量减少平面线形的变化,增强边坡整体稳定性。

摘要：根据试验路段上典型挖方边坡的特征,建立物理试验模型。通过底摩擦模拟试验,分析了该类边坡的变形破坏机制及破坏原因,对该类边坡失稳类别作了判别并提出相应的边坡加固处治方案,同时检验了方案的可行性。