摘要：通过大量的深埋隧道围岩形变压力现场实测数据,采用数理统计方法,分析了围岩级别、隧道跨度、隧道埋深对围岩形变压力的影响及其变化规律。通过多元非线性回归分析方法,推导建立了竖向形变压力计算公式。通过分析可知,形变压力约为《铁路隧道设计规范》计算荷载的84%~92%,且围岩级别越高两者比值越小。形变压力侧压力系数近似服从正态分布,与《铁路隧道设计规范》中侧压力系数相比,各围岩条件下侧压力系数均有一定的增大。研究成果对我国隧道及地下工程支护结构设计具有一定的参考指导作用。

摘要：软弱围岩由于强度低、稳定性差、变形持续时间长等特点,在隧道施工中常引起大变形、崩塌等破坏现象,导致初支结构强烈变形甚至破坏,严重影响隧道施工和安全,是隧道建设中遇到的主要难题之一。通过对贵阳—广州铁路天平山隧道试验段锚杆轴力、围岩压力及钢架应力的监测,分析各支护构件的受力特征。研究结果表明:对于初期变形速率较大的软弱围岩,锚杆轴力多呈中间大、两端小的分布型式,且轴力变化历时长,不易稳定;在同等地质软弱围岩条件下,型钢钢架的围岩压力比格栅钢架增大70%～90%,型钢钢架的应力分布较均匀,支护效果要优于格栅钢架。

摘要：深埋隧道常处于构造应力状态,且水平应力分布并不均匀。采用数值模拟和模型试验方法,研究自重应力场、水平大主应力与洞线平行和垂直、不同围岩级别隧道轴线选择对围岩和衬砌结构稳定性影响。水平大主应力与洞轴平行时,围岩最不利位置发生在边墙;水平大主应力与洞轴垂直时,围岩最不利出现在拱顶。水平地应力使得二次衬砌受力特征发生很大改变,自重应力条件下,衬砌首先发生裂缝部位为拱顶,发生压弯破坏,建议加强衬砌拱顶内侧纵向配筋,提高正截面抗拉能力。当大主水平应力与轴线垂直时,关键控制部位为墙脚,出现压剪破坏,应增设墙脚箍筋,提高抗剪承载力。规范提出隧道轴线宜与水平大主应力方向一致原则,是有适用条件的。研究成果可为深埋隧道设计、施工提供参考。

摘要：基于隧道穿越处于复杂应力场与渗流场环境的富水破碎带时存在发生重大突水事故的安全隐患,通过对破碎岩体的渗流特点进行研究,建立孔隙颗粒介质流失的渗流模型;基于连续介质力学和变质量动力学理论,推导饱和破碎岩体变质量渗流-变形耦合理论模型;以福建漳州梁山隧道L7富水破碎带为工程背景,分析围岩的渗流场、应力场与位移场分布特性,并总结隧道断层破碎带的突水塌陷机理。研究结果表明:断层破碎带突水实质上是围岩的力学平衡和地下水的渗流平衡因施工扰动发生急剧变化,引起围岩应力重分布及地下水能量释放;隧道施工揭露断层后,岩体颗粒随孔隙空间的流体发生迁移形成新的渗流通道,导致地下水在水头压力作用下向工程临空面涌出,形成漏斗形的渗水区域;随着渗流作用时间的延长,地下水和岩土体逐渐流失,隧道上方的破碎岩体发生严重的滑移变形,形成椭圆形塌陷区域,与现场实际塌陷破坏规律基本吻合。本文提出的渗流-变形耦合模型对理解破碎岩体渗流力学机制和深埋隧道突水灾害的预防设计具有参考价值。

摘要：为研究深埋隧道复合式衬砌荷载的分布规律及其形成原因,首先,统计52座隧道围岩与初支、初支与二衬间的接触荷载监测数据,并分析各监测点荷载分布范围以及二衬荷载分担比分布区间;其次,将传统的[BQ]法等效于GSI分值,基于Hoek-Brown强度准则给出了计算支护荷载的理论方法;最后,将理论方法与实测数据对比分析,以验证理论方法的可行性,并对影响支护荷载以及主承载结构的重要因素进行分析。分析结果表明:不同围岩级别隧道支护荷载存在一定差异,且围岩越差,二衬荷载分担比呈越大的趋势;Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ和Ⅴ级围岩对应GSI分值区间分别为100~78,77~62,61~48,47~36和35~10;理论计算更适合埋深大于100 m的情况,而埋深小于100 m时,部分软弱围岩断面荷载表现为松动荷载;Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级围岩二衬荷载分担比例区间分别为17.43%~37.96%,27.42%~51.89%,37.52%~66.6%;二衬施作时机、支护厚度和围岩条件均对支护荷载有较大影响,几个因素的结合可能改变主承载结构。研究成果为山岭深埋隧道支护设计提供一定参考。

摘要：依据隧址区工程地质特征,建立通—渝深埋公路隧道1:1实体模型。通过有限元数值模拟,结合量测资料,分析了隧道按全断面法和台阶法动态施工过程围岩-支护结构屈服接近度、位移和应力特征,以及支护结构钢支撑受力、二次衬砌轴力和弯矩特征。结果表明,在相同的地质条件和支护条件下,台阶法较全断面法没有明显的优势,为深埋公路隧道优化设计和施工提供了科学依据。

摘要：研究目的:深埋隧道施工中会遇到各种地质灾害,其中在高地应力软弱围岩条件下出现挤压性大变形破坏,已成为亟待解决的问题之一。为探究深埋隧道挤压性大变形分级标准并提出相应控制措施,以中兰客专尖山隧道为背景,通过数值模拟对深埋挤压大变形隧道受力和变形规律进行分析,并据此提出大变形分级标准评价体系,采用层次分析法和模糊综合评价法建立分级标准,以期为深埋隧道工程的安全施工提供科学指导。研究结论:(1)初期支护结构受力以压应力为主,左侧拱腰部位的压应力较大,拉应力分布在拱底与拱脚部位;(2)洞周沉降和隆起最大部位是在拱顶和拱底处,水平收敛较大的部位在上台阶,掌子面初始阶段的变形速度比较大;(3)将大变形等级分为严重大变形、中等大变形、轻微大变形、无大变形,并按深埋隧道挤压性大变形分级标准评价体系对尖山隧道进行风险评估;(4)现场监测结果表明,小导管超前注浆、优化锚杆长度和角度、打设锁脚锚杆、多层支护的控制技术措施对于变形控制起到良好的效果;(5)本研究成果可为相关深埋隧道工程的设计与施工提供参考和借鉴。

摘要：层状岩体在地下工程中经常遇到的,它具有明显的各向异性力学性质。结合共和隧道现场监测和数值模拟相结合的方法对层状岩体的破坏特征进行了分析,研究结果表明:围岩的变形位移、破坏区都主要集中隧道拱顶右侧,即靠河侧大于靠山侧。隧道围岩变形破坏区不在最大主应力方向上,而是在岩体层理垂直方向。层状岩体中洞室变形破坏特征除了因地形产生的偏压影响外,更重要的是受地层结构特征的影响,即与层状岩体的力学性质极大相关,其结果可为指导隧道的施工和设计提供有效依据。

摘要：深部卸荷岩体表现出显著的三维非线性力学特征,浅埋隧道的设计方法和工程经验不适用于深埋隧道工程。传统计算模型未反映深部岩体力学特征,参数主要通过室内试验或位移反分析确定,缺乏实时、准确获取岩体参数并进行深埋隧道动态诊断的设计分析理论和方法。本文综述和研究了GZZ岩体强度三维连续分析的理论基础、参数原位取值方法及对深部岩体工程的适用性;考虑深部岩体三维强度和峰后剪胀效应的非关联塑性流动法则及弹塑性本构关系得到了岩石真三轴试验、模型试验、现场监测数据的验证;基于数字化原位测试获取岩体力学参数,可实现隧道工程三维正分析和动态设计,克服了传统位移反分析设计方法的局限;揭示了深埋隧道开挖面三维挤出变形规律和应力主轴旋转力学机制,阐明了中间主应力和三维应力状态对深埋隧道稳定的力学影响机制;探讨了“应力控制”设计分析方法和思路在隧道工程精确分析和精准控制中的作用,为深埋岩体隧道动态设计和智能建造提供理论依据与技术支撑。

摘要：为了提高隧道施工过程中开挖面及围岩的稳定性,超前加固措施得到了广泛应用,而如何正确评价围岩加固后的力学特性对隧道围岩稳定性判别和支护结构设计是极其重要的。为研究超前加固条件下隧道围岩的力学行为,将深埋圆形隧道简化为静水压力作用下的平面应变模型,引入等效加固区来体现超前加固的效果,提出了考虑超前加固的隧道围岩力学分析模型。基于广义Hoek-Brown屈服准则和非关联流动法则,在对塑性区可能的分布情况进行分析的基础上,对全断面加固方式下围岩位移、应力和塑性区半径进行了理论推导,通过与实测值和数值计算结果进行对比,验证了该文方法的正确性和合理性,并通过与传统方法进行比较,进一步探讨了该文公式在支护设计中的工程意义。研究表明,该文计算结果与实测值和数值计算结果基本吻合,且在指导支护设计时比传统方法更具优越性。该文研究成果更好地反映了超前加固措施对于围岩的作用效果,为超前加固的定量化设计提供理论依据,研究成果可为全断面加固方式下隧道工程的支护设计及安全性评价提供参考。