检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道建筑技术 2016年第S1期 241-244页

作者：孟军涛中铁十一局集团有限公司湖北武汉 430062

近些年随着隧道超前探测技术的发展，有效地预防了突泥、突水等掌子面围岩突变引起的隧道灾害事故。但是由于施工不当、支护偏弱、围岩含水量变化等原因引起的隧道“关门式”塌方时有发生。该文从隧道的各个施工阶段进行分析探讨，研究... 详细信息

近些年随着隧道超前探测技术的发展，有效地预防了突泥、突水等掌子面围岩突变引起的隧道灾害事故。但是由于施工不当、支护偏弱、围岩含水量变化等原因引起的隧道“关门式”塌方时有发生。该文从隧道的各个施工阶段进行分析探讨，研究隧道“关门式”塌方成因及预防措施，为预防隧道塌方提供借鉴。

关键词：隧道工程 “关门式”塌方预防措施

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关门式隧道塌方的蠕变损伤模型与有限元分析

关门式隧道塌方的蠕变损伤模型与有限元分析

引用

作者：卜崇阳重庆交通大学

学位级别：硕士

隧道修建过程中,复杂的地质条件和施工工况,引起诸如隧道塌方以及涌水等较为常见的地质灾害,隧道“关门式”塌方是隧道在施工过程中最常见的灾害之一,且经常会造成严重的安全事故。本文从围岩体的蠕变特性着手,针对隧道围岩的时效变形... 详细信息

隧道修建过程中,复杂的地质条件和施工工况,引起诸如隧道塌方以及涌水等较为常见的地质灾害,隧道“关门式”塌方是隧道在施工过程中最常见的灾害之一,且经常会造成严重的安全事故。本文从围岩体的蠕变特性着手,针对隧道围岩的时效变形行为、长期稳定性以及失稳问题结合蠕变损伤本构模型进行研究;建立了锚杆纵向支护间距为0.8米、1.0米、1.2米,隧道埋深分别为40米、60米、100米等不同支护以及埋深下共9个隧道模型;分析将围岩考虑为弹塑性体和黏弹塑性体时的隧道周边蠕变变形以及蠕变对关门式塌方的影响。最终得出的主要结论有:(1)从损伤理论以及不可逆热力学出发,考虑损伤因子对材料的影响,引入Rabotonv损伤体,建立了新型广义开尔文蠕变损伤模型;以炭质泥灰岩、泥岩、乔后盐岩、长上盐岩等试验所得参数来拟合,得出广义开尔文损伤模型也能很好的描述岩石加速蠕变过程。(2)在弹塑性模型和蠕变模型计算下:沿着隧道的轴向,隧道周边围岩变形规律均表现出随着距掌子面距离的增大而逐渐增大;同种材料模型计算下,随着埋深以及锚杆支护间距的增大,隧道周边变形亦增大。(3)同种支护情况下,两种模型计算结果表明:随着埋深的增大,隧道拱顶、拱肩位置处时空间效应影响范围也随之增大;同种埋深情况下,锚杆纵向支护间距的增大,时空间效应影响范围增大不明显;埋深及支护的改变对仰拱以及拱腰位置处的时空间效应影响范围影响较小。同等埋深以及支护条件下,相对于弹塑性模型的分析结果,围岩体蠕变特性对隧道各位置处时空间效应范围有不同程度的削弱作用。(4)隧道周边蠕变变形稳定后,从模型中三种支护方式以及三种隧道埋深计算数据得出,隧道在拱顶、拱肩、拱腰等各个位置的最大蠕变变形相对于隧道总变形来说均超过了 85%,在仰拱位置超过了 50%。因此,隧道周边围岩体在蠕变变形的过程中影响不可小觑,甚至在后续的某个时间内可能发生失稳破坏,导致隧道发生“关门式”塌方。

关键词： “关门式”塌方蠕变损伤模型弹塑性时空效应蠕变变形

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近水平岩层隧道关门式塌方机理试验研究

近水平岩层隧道关门式塌方机理试验研究

引用

作者：熊波重庆交通大学

学位级别：硕士

我国层状构造的岩层所占比例大,隧道选址不可避免的会遇到近似水平层状岩层。在此类岩层中的隧道塌方事故屡见不鲜,尤其常出现施工人员被困的“关门式”塌方,此类塌方的特殊性、可救援性都预示着对其研究刻不容缓,势在必行。基于此,本... 详细信息

我国层状构造的岩层所占比例大,隧道选址不可避免的会遇到近似水平层状岩层。在此类岩层中的隧道塌方事故屡见不鲜,尤其常出现施工人员被困的“关门式”塌方,此类塌方的特殊性、可救援性都预示着对其研究刻不容缓,势在必行。基于此,本文以近水平岩层为前提基础,通过相似模型试验,开展近水平岩层下隧道“关门式”塌方试验机理研究。本文以竹林坪隧道塌方事故为借鉴工程,综合采用相似模型试验、有限元数值模拟等研究手段,对隧道“关门式”塌方试验机理进行了探索性研究工作。论文主要工作内容如下:(1)通过查阅文献资料,对隧道塌方影响因素、层状岩体研究现状、隧道围岩稳定性研究现状及层状岩层下的隧道塌方破坏模式等多方面进行了研究总结,以此为基础对隧道塌方现状进行了深入了解,确定了“关门式”塌方研究的重要意义,明确了研究思路,并提出了与此课题相对应的研究内容及研究方法;(2)在文献查阅的基础上,根据研究内容及研究思路,设计了适用于本课题的试验方案,建立了“关门式”塌方试验机理研究方法。依据相似模拟试验理论,以IV级围岩为例,按层厚划分工况,分别开展层厚5cm、10cm、15cm三种工况的相似模型试验。通过试验采集了整个加载破坏过程中围岩及支护的位移数据、应力应变数据、并记录了各工况各级荷载下相应的破坏部位及整体破坏发展趋势,综合数据处理及现场试验情况,分析总结了支护和围岩的位移、应力变化规律;(3)采用有限元软件ANSYS,以原型大小建立模型试验的有限元模型,模拟了相似模型试验过程,通过对模拟结果提取数据进行分析,研究了在隧道纵向空间上支护结构的位移、应力变化规律,围岩应力位移变化规律、塑性区发展分布规律,并以此作为对室内相似模型试验的补充验证;(4)在水平岩层受力破坏的基础上,结合隧道掌子面“空间效应”理论,通过室内相似模型试验及有限元模拟的综合分析结果,对近水平岩层下隧道“关门式”塌方试验机理进行了研究分析。

关键词：隧道水平岩层 “关门式”塌方机理研究相似试验

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