摘要：煤矿深部开采时围岩处于高应力状态,动力扰动可能导致巷道围岩失稳,甚至发生冲击地压;因此,探究动力扰动条件下巷道围岩变形的影响因素,对围岩控制具有重要意义。基于弹性力学和应力波理论,分析了巷道围岩失稳机理;采用正交试验法和FLAC^(3D)软件的动力学模块,探究了动力扰动条件下巷道围岩变形的影响因素。首先,根据极差、均值分析方法得到各因素对巷道围岩变形量的影响程度,由大到小依次为埋深、距离、扰动强度和扰动频率,埋深800 m、扰动强度20 MPa、距离9 m和频率5 Hz组合对巷道顶板及两帮变形量影响程度最大;埋深500 m、扰动强度5 MPa、距离18 m和频率20 Hz组合对巷道顶板及两帮变形量影响程度最小;其次,运用数值模拟方法分析了围岩位移、应力、塑性区和能量演化规律,验证了最大、最小组合的正确性;最终,通过多元线性回归数学模型对多因素作用下围岩顶板及两帮变形量进行预测,回归效果显著。

摘要：深埋地下洞室围岩条件复杂,开挖过程中常遇到不良地质影响,合理的支护方式对洞室开挖过程中的围岩稳定至关重要。文章依托浙江磐安抽水蓄能电站地下洞群项目,利用Midas GTS NX有限差分软件对主厂房洞室建立模型,模拟其开挖支护及穿越断层破碎带的过程,对比在裸洞开挖和不同混凝土衬砌厚度的锚喷支护方案下的围岩变形特征和塑性区分布情况。结果表明:主厂房洞室开挖完成后,位移总体呈向洞内偏移的变形特征,且在穿越断层处位移产生突变;施加锚喷支护可以限制洞室围岩的位移量和塑性区分布,且衬砌厚度越厚,限制效果越好。研究成果为类似工程的支护设计提供了参考。

摘要：以礼河四级电站复建工程地下厂房共分为6层进行开挖,开挖方法均为中导洞先掘进(中间拉槽)、两侧扩挖跟进。主厂房整体地应力较低,爆破开挖后浅层围岩应力释放较快,在开挖过程中由于系统支护与局部加强支护均比较及时,多点位移计安装及投入使用及时,监测数据采集分析上报及时,开挖支护专业与安全监测专业密切配合,最终将围岩位移变形控制在合理范围内。围岩位移变形持续增长的时间较短,通过对厂房开挖过程中的监测数据分析,得出了在低地应力、破碎岩体中开挖地下洞室时围岩变形的整体规律。

摘要：本文研究了岩溶区溶洞与隧道之间的相对角度对隧道围岩变形的影响,采用Abaqus有限元软件进行模拟,通过设置溶洞与隧道的相对夹角为不同角度,分析了隧道爆破开挖过程中围岩的变形特征。结果表明,当溶洞位于隧道上侧时,围岩的主位移呈现出先增大后减小的趋势,但当溶洞与隧道之间存在夹角时,围岩变形的最大值和塑性应变集中区域会发生偏移。这表明溶洞与隧道的相对位置对隧道围岩的稳定性有显著影响,需要根据具体情况采取相应的支护。研究结论为复杂岩溶条件下隧道的设计和施工提供了理论支撑。

摘要：针对软弱质岩石环境下的隧道围岩变形机制,建立基于围岩变形失稳控制的极限状态方程。为了研究其相应的可靠度逆向问题即在已知目标失稳概率条件下,反求工程参数以确保满足预先规定的可靠度水平,引入逆向可靠度方法并归纳其具体的计算实施流程。采用该方法验证其在岩石隧道可靠度逆向分析过程中待求工程参数的计算精度和效率,分析待求工程参数在不同初值条件下对计算结果的影响。在此基础上,考虑不同水平的目标失稳概率,通过该方法开展基于围岩变形准则的岩石隧道稳定性设计。研究结果表明:逆向可靠度方法对于待求工程参数能以较高效率获得满意的计算结果,且其初值选取不会影响该方法求解的准确性,仅对其收敛速度有一定影响;利用逆向可靠度方法可方便调控待求工程参数值,为岩石隧道工程设计提供参考依据。

摘要：乌鞘岭长大深埋隧道横穿祁连山东麓,长达20050m,最大埋深1050m。在于枚岩夹板岩及构造角砾岩等软弱岩层洞段的隧道开挖过程中,围岩强烈变形,水平最大变形达1034mm,拱顶最大下沉量达1053mm,由此导致支护失效甚至型钢钢架被严重扭曲,且持续变形不收敛。原地应力测量研究表明,该洞段具有明显的现今构造应力作用,最大主应力的作用强度为20～22MPa,现今地应力状态的总体特征为σ_H≥σ_V＞σ_h。分析认为,隧道围岩的变形是在较强的构造应力与垂直重力的共同作用下,由于未及时支护,软弱围岩不能承受该作用力,以致产生持续性流变大变形。工程实践表明,围岩应力状态是支护设计的依据,而适时支护是非常重要的。允许围岩适度变形,使围岩应力得以适度释放。选择在流变大变形尚未形成,围岩尚未丧失其抗载能力的时刻,及时进行衬砌支护,这对确保围岩稳定和支护安全具有重要意义。

摘要：瓦厂坪铝土矿是国内首个采用综合机械化开采工艺的有色金属地下矿山。采用三维弹塑性有限元数值模型对综采工作面回采过程进行了计算模拟,揭示了工作面顶、底板围岩的变形特征和采动应力的空间分布特征与演化规律。结果表明:1)工作面矿层采出后,采空区顶板发生沉降变形,底板发生鼓起变形;变形量在工作面中部最大,往两端逐渐减小;工作面长度越长,顶、底板变形越大。2)采动应力在工作面两端和前后方产生应力集中,形成高支承压力区;采空区顶板大范围应力降低,最小主应力为近竖直向拉应力。3)工作面前方应力集中区随工作面推进向前转移,采动应力峰值随之逐渐增大;采空区顶板采动应力在工作面推进过程中保持相对稳定。研究结果对合理确定工作面长度、工作面顶板精准支护、应力集中区稳定性控制和采空区顶板安全管理等工作具有重要指导作用。

摘要：根据隧道围岩变形发生的机制可将其分为材料变形和结构变形;根据隧道围岩变形的时空效应可将其分为掌子面超前变形、掌子面挤出变形和掌子面后方变形。隧道软弱围岩变形具有一般隧道围岩变形的特性,同时还具有初期变形速度较快、变形持续时间长、变形破坏形式多样,以及超前变形及其影响范围、掌子面挤出变形和掌子面后方变形及其影响范围均较大等特点。为控制掌子面超前变形,可以利用钢管、钢棒、钢背板材料系或高压喷射系等隧道横、纵向刚性梁构造进行超前支护;为控制掌子面挤出变形,可以采用倾斜(或球形)掌子面、预留核心土、掌子面喷混凝土、掌子面打设锚杆、掌子面前方围岩注浆加固等方法;为控制掌子面后方变形,可以优化开挖方法,采用喷射高性能混凝土、选用高承载力锚杆、高规格钢支撑以及施加多重支护等方法提高初期支护的承载能力。

摘要：隧道洞口段埋深浅,围岩松散,自稳能力较差,开挖后洞内及地表均出现多条裂缝。经方案比选,采用钢花管对洞顶及两侧部分的地表和隧道地基与拱脚部位进行注浆加固。在注浆加固施工的过程中,隧洞内也同时开挖,几种工序的施工扰动产生叠加,势必对隧道的稳定及安全产生影响。结合工程实践,对洞内开挖及地表注浆工况并结合隧道监测数据进行分析,得出一些初步结论。

摘要：准确和全面地预测隧洞开挖所引起的围岩变形是隧洞设计和施工中的一个关键问题。目前常用的确定性分析方法不能考虑岩体的空间变异性,而这种空间变异性对围岩变形计算结果的准确性和可靠性有着重要的影响。为此,提出采用非侵入式随机分析方法研究岩体空间变异性对围岩变形的影响。采用随机场模拟岩体的空间变异性,采用有限元计算围岩的变形,研究岩体弹性模量和侧压力系数的空间变异性对围岩变形特别是地表位移的影响。结果表明,非侵入式随机分析方法的优势在于有限元计算和随机分析不耦合。侧压力系数的空间变异性对围岩变形的影响远小于弹性模量的影响。由于低强度占优效应的影响,岩体的特征模量小于数学平均值。弹性模量随机场中横向和竖向波动范围参数对围岩变形有明显不同的影响。