摘要：在弹塑性岩体中开挖隧道,若围岩无明显的流变性,支护施作太早将承受非常大的荷载,但支护结构并非越晚施作越好。如果支护结构刚度和强度设计不足,即使预留了变形空间,隧道仍可能因支护反力不足而发生大变形破坏。为确定合理的支护刚度和支护时机,基于GZZ强度准则采用大应变分析理论,考虑隧道扩挖影响,修正高地应力软岩隧道的围岩特征曲线。修正后的特征曲线与原始曲线有共同的起点,但随着变形增大逐渐偏离原始曲线;增大开挖半径会使特征曲线更高,这意味着支护结构需要提供更大的反力。因此,在工程设计时需要根据修正后的围岩特征曲线进行支护结构设计,避免因为支护刚度不足而发生大变形破坏。其次,基于初始地应力、围岩强度等参数对修正围岩特征曲线形态的影响,提出高地应力软岩隧道围岩最佳预留变形量的设计方法。当地应力较低时,特征曲线有明显的“最低点”,该点对应的支护反力最小,为最佳支护时机;在高地应力条件下,即使变形很大,围岩特征曲线也仍然未达到最低点,这是因为形变压力占主导,松散压力远小于形变压力。因此,在高地应力条件下,采用应力释放措施是有必要的,可通过特征曲线的曲率寻找最佳预留变形量。

摘要：为了掌握穿越富水断层破碎带隧道围岩大变形规律及改善支护参数。首先推导渗流力作用下圆形洞室弹塑性解析表达式,并且引入Caquot公式和Kastner公式,得到考虑渗流力条件下的围岩形变压力和松动压力与围岩变形之间的关系,确定围岩特征曲线。根据隧道支护方式,得到隧道支护特征曲线。并通过现场监测,验证理论分析正确性,优化破碎带围岩预留变形量值。研究结果表明:考虑渗流力、围岩塑性形变压力和松动压力共同作用下围岩变形规律与现场监测结果比较接近。考虑渗流力、围岩形变和松动压力求出的围岩压力大于不考虑渗流时得到的结果,考虑渗流力、围岩形变和松动压力时地层与支护结构达到平衡时的变形量比不考虑渗流时大0.15 m。根据围岩-支护相互作用全过程规律曲线,通过曲线交点,得到预留变形量理论值,对比隧道大变形段的监测结果,确定破碎带围岩最优预留变形量为300 mm。研究结果能准确表征渗流效应、围岩形变和松动压力对富水软弱破碎带围岩大变形影响规律,对类似工程的支护设计优化有明确的指导意义。

摘要：为探明富水软岩隧道变形特性,优化隧道支护结构,以贵州新高坡隧道为工程依托,考虑渗透力影响,基于岩体弹塑性理论和应力边界条件,得到考虑渗透力的围岩压力与断面径向变形的关系式,然后通过收敛-约束方法进一步分析围岩与支护结构的相互作用关系以及支护结构的稳定性,并通过相似模拟试验验证理论分析的正确性,优化破碎带围岩预留变形量值。研究结果表明:理论推导、现场监测和相似试验数据吻合,证明围岩特性曲线能够有效描述富水软岩破碎带隧道围岩的变形行为。考虑渗透力时,地层与支护结构达到平衡时的变形量比不考虑渗透力时大0.12 mm;根据围岩-支护曲线,得到预留变形量理论值,对比相似模拟试验中不同预留变形量的最大主应力、弯矩和轴力,确定破碎带围岩最优预留变形量为300 mm。研究有效揭示了渗透力如何影响含水量高的脆弱断裂带围岩的显著变形行为。此发现为相似工程项目中支撑结构设计的改进提供了清晰的方向,具有实质性的参考价值。

摘要：开展硬塑-流塑浅埋黄土隧道室内大型三维YTLH岩土联合地质模型试验,对比分析了硬塑、软塑、流塑3种状态,12 m和24 m两种埋深下的围岩内部位移、预收敛变形、掌子面挤出位移和径向围岩压力。结果表明:硬塑、软塑和流塑条件下围岩内部位移差率均呈现出'拱顶极小、两侧边墙极大'的特征,拱顶位移差率小于20%、两侧边墙位移差率大于91%;拱顶设计4.5 m长锚杆抗拉效果甚微,边墙围岩内部位移差利于锚杆抗拉效应的充分发挥;硬塑、软塑、流塑预收敛率分别接近65%、70%、80%,开挖对掌子面前方影响范围分别为0.5D、0.6D、0.8D,且呈现出直立型、鼓出型、滑塌型不同失稳破坏模式;应力释放率关系为硬塑<软塑<流塑,软流塑态拱顶应力释放率最大约70%,实际工程应避免软流塑态瞬时应力释放过渡而失稳。双线浅埋黄土隧道合理预留变形量建议取值:硬塑(拱顶55~70 mm、边墙15~20 mm),软塑(拱顶166~180 mm、边墙40~50 mm),流塑(拱顶290~300 mm、边墙125~140 mm),且拱顶和边墙之间按曲线过渡非等量留设。

摘要：目前隧道预留变形量的研究大多依赖于监控量测数据基于点的分析,很难得到隧道断面整体的变化情况。为解决传统监测技术单点监测无法满足隧道预留变形量调整的局限性,提出一种利用三维激光扫描技术基于全断面整体分析优化预留变形量的方法。以新安1号隧道为依托,发现试验段最大变形量7.5 cm小于设计预留变形量15 cm,结合质量保证率针对性地提出阶梯状设置预留变形量的优化方法。最终确定在试验段拱顶区域预留变形量设置为7 cm,其余区域预留变形量设置为5 cm。

摘要：为更加合理地设计隧道开挖预留沉降量,避免造成超挖过多增加衬砌混凝土量或初期支护侵限的问题,依据变位分配控制原理,采用数值模拟及现场监测数据分析等手段,分析软弱围岩台阶法施工时各工序施工对变形的影响程度,确定分步变形控制标准,根据分步变形控制标准建立相应的预警系统和应急工程措施,并依据分步实际变形量预测初期支护的最终变形量,为同一设计围岩等级下隧道预留变形量的动态设计提供指导。在崤山隧道台阶法施工工程中,成功地将初期支护变形控制在预留变形量之内,并动态设计下一循环预留变形量的大小,减少初期支护混凝土用量12.86%,可为隧道多步序开挖预留变形量的设计提供一定的借鉴意义。

摘要：随着西部大开发的推进,当地基础设施建设十分活跃。国内黄土隧道的修建并无太多的经验可借鉴,因为黄土土质特殊,洞中位移特点也与众不同,在设计大断面的客运专线铁路黄土隧道的预留变形量时,很难作出具体的确定。因隧道初期支护、工程造价等会受到隧道设计的影响,所以,对变形预留量的设计意义重大。

摘要：软弱围岩公路隧道变形显著的特点是变形持续时间长、累计变形量大,常由于隧道初始设计预留变形量不足而导致侵限现象的发生。以大理海东某软弱围岩隧道为研究背景,通过现场监控量测对隧道变形规律进行分析,并对隧道拱顶沉降数据分区进行研究,认为该隧道设计15cm预留变形量已不满足隧道变形要求。通过数据统计和质量保证率对该隧道预留变形量进行综合评价分析,最终该隧道合理预留变形量取值区间为30～35cm。根据掌子面含水情况,含水量小或无水时取30cm,含水较多时取35cm,经过现场试验段验证,取得了较好的效果。

摘要：为研究黄土隧道施工变形规律及预留变形量,以蒙华铁路双线黄土隧道工程施工为依托,采用现场实测和统计分析的方法分析隧道周边位移变形规律,以确定黄土隧道设计预留变形量。双线黄土隧道施工的变形规律表现为:隧道开挖时,拱顶下沉和周边收敛发展较快,仰拱封闭后,变形趋于稳定;隧道拱顶下沉大于周边收敛。Ⅳ级围岩黄土隧道下沉速率集中分布在5 mm·d^(-1)以内,部分深埋断面速率大于5 mm·d^(-1)。Ⅴ级围岩黄土隧道深埋时,拱顶下沉较小,速率集中分布在5 mm·d^(-1)以内;浅埋时,部分断面拱顶下沉超出设计预留变形量,速率在15mm·d^(-1)以内;其表现出的特点是:浅埋变形大,速率大。净空变形特征值的均值在浅埋时为4.1,深埋时为2.2。Ⅳ、Ⅴ级围岩黄土隧道设计预留变形量建议值分别是8~10 cm、12~15 cm。

摘要：隧道施工中,预留变形量的合理确定能较准确的预计开挖轮廓,既可确保围岩充分变形而减小围岩压力,又可避免侵限的情况发生,对于隧道的设计和施工有重要影响。本文对台阶法施工下隧道的预留变形量的主要影响因素进行了分析和探讨,并通过现场实测与数值模拟相结合,结果表明,台阶法开挖中下台阶开挖引起的变形是围岩总变形的重要组成部分,可以达到总变形量的50%左右。确定预留变形量时必须充分重视下台阶开挖引起的变形。此工作可为今后类似的工程的实施提供一定的借鉴与参考。