总体变形分析按隧道的初期支护变形分级标准与可接受准则对兰渝线变形达到Ⅰ级的隧道进行分类梳理。统计分析表明，当最大主应力与隧道轴线呈大夹角时，大变形出现的频率为100%。统计分析表明，软岩大变形发生频率为64.3%，软岩夹中硬岩为30.3%，因此岩层强度是产生大变形的主要因素。兰渝线大变形隧道的统计结果表明，薄层岩体大变形出现频率为82.1%，中厚层为17.9%，厚层及以上一般不会出现大变形。表3.4各因素对围岩变形的影响程度统计分析续表......
2023-09-21
挤压性围岩隧道控制技术及破坏特性
【摘要】：水压致裂法地应力测量是利用一对可膨胀的橡胶封隔器，在预定的测试深度内封隔一段钻孔，然后泵入液体对该段钻孔施压，根据压裂过程曲线的压力特征值计算地应力。水压致裂法地应力测量时，破裂缝产生在钻孔岩壁上拉应力最大的部位。综上所述，水压致裂法地应力测量中，可根据试验过程中得到的相关数据来确定钻孔最大、最小水平主应力大小，同时可以根据印模器记录的裂纹破裂方向确定最大水平主应力的方向。
水压致裂法地应力测量是利用一对可膨胀的橡胶封隔器，在预定的测试深度内封隔一段钻孔，然后泵入液体对该段钻孔施压，根据压裂过程曲线的压力特征值计算地应力。水压致裂法地应力测量原理以弹性力学平面问题为基础，并引入了如下三个假设:
①围岩是线性、均匀、各向同性的弹性体;
②围岩为多孔介质时，注入的流体按达西定律在岩体孔隙中流动;
③岩体中地应力的一个主方向为铅垂方向，与铅垂向测孔一致，大小等于上覆岩层的压力。
根据弹性理论，当在具有应力场的岩体中钻一钻孔，钻孔周边岩体将产生二次应力场，水压致裂法地应力测量钻孔岩壁上的应力状态，是地应力二次应力场与液压引起的附加应力场的叠加，水压致裂法地应力测量的经典理论采用最大单轴拉应力破坏准则。水压致裂法地应力测量时，破裂缝产生在钻孔岩壁上拉应力最大的部位。在钻孔岩壁极角θ=0或π的位置上，也就是最大水平主应力方向，钻孔岩壁的切向应力最小(压应力为正)，当液压增加时，钻孔岩壁切向应力逐渐下降为拉应力状态。随着液压的增加，拉应力也逐渐增加，当拉应力等于或大于围岩的抗拉强度时，钻孔岩壁出现裂缝。这时承压段的液压就是破裂压力。钻孔周壁围岩破裂以后，立即关闭压裂泵，这时维持裂缝张开的瞬时关闭压力与裂纹面相垂直的最小水平主应力得到的平衡(考虑到孔隙水压力)。当钻孔周边围岩第一次破裂以后，对钻孔进行重复注液压至破裂缝继续张开，这时的压力为重张压力。由于围岩已经破碎，它的抗拉强度近似为零。
综上所述，水压致裂法地应力测量中，可根据试验过程中得到的相关数据来确定钻孔最大、最小水平主应力大小，同时可以根据印模器记录的裂纹破裂方向确定最大水平主应力的方向。
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挤压性围岩隧道变形破坏特性与控制技术详细阅读
表1.1列出了国内外典型的挤压性围岩隧道。由此可见，高地应力软岩地质环境引起的挤压大变形破坏是一种严重的工程地质灾害。目前，对围岩挤压性大变形问题的研究，主要依靠归纳、总结及工程类比等方法，其中的主要问题集中在软岩的定义和分类、大变形的定义、机制和分级等几个方面。何满潮等将围岩大变形的判据分为定性方法和定量方法，并给出了日本学者对日本国内挤压性围岩特点及大变形判别研究方面的统计性结果。......
2023-09-21
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挤压性围岩隧道变形破坏控制技术详细阅读
为控制围岩变形，保证支护的稳定，项目研究团队研究提出了适合大跨段的多重锁固支护施工技术。1)技术特点强挤压围岩隧道多重锁固支护施工的技术关键点为:排架式结构技术、压浆剂快速锚固锚索技术、锚索预留低预应力柔性张拉技术、三层支护技术。图6.10大跨多重锁固支护示意图图6.11排架式结构支护示意图具体实施步骤如下:①先进行多台阶分部开挖。......
2023-09-21
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挤压性围岩隧道变形破坏特性控制技术-有限差分详细阅读
参考FLAC3D手册中Burgers蠕变模型阐述，对考虑含水损伤的非线性黏弹塑性蠕变模型进行有限差分形式的转化。由于本模型可能产生塑性应变，因此Kelvin体球应变张量增量可用如下公式计算:综上，本蠕变模型的应力-应变关系可用式和式进行表征，以上差分形式可以和FLAC3D软件的指针相对应。通过相应指针读取应力张量的各个分量，根据公式—式则可求出应力强度q。......
2023-09-21
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挤压性围岩隧道的稳定性控制|变形破坏特性及控详细阅读
兰渝线围岩软弱破碎，自稳能力差，遇水易软化，受地应力和地质构造等影响，在传统锚喷复合式衬砌结构即单层支护单层衬砌施工时，往往会出现支护变形过大的现象，此时如过早施作二次衬砌则会使二次衬砌受力过大而出现开裂破损，如过晚施作二次衬砌则出现初期支护变形过大而无法保证隧道的结构稳定性。但对挤压性围岩隧道而言，隧道围岩级别越低，其选择的支护参数越高，有时需要几种支护措施联合使用。......
2023-09-21
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挤压性围岩隧道变形破坏特性及控制技术解析详细阅读
由图可知，隧道开挖后5 d，围岩变形为27.07 cm;开挖后10 d围岩变形为40.78 cm;开挖后20 d，地应力释放基本完成，但围岩变形仍然以恒定速率持续发展。开挖后10 d施作二次支护，5 d后围岩与支护结构开始发生相互作用，在支护约束作用下围岩变形不再发展，为一水平直线。自然状态隧道开挖后5 d、10 d、15 d围岩变形分别为2.4 cm、3.8 cm、4.7 cm;饱和状态隧道开挖后5 d、10 d、15 d围岩变形分别为3.2 cm、4.96 cm、6.14 cm。......
2023-09-21
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挤压性围岩隧道变形破坏特性及控制技术-计算模详细阅读
计算模型在隧道围岩黏弹性分析时，为了简化运算，假设洞室截面为圆形，对于矩形或直墙拱顶的洞室采用相似变换将隧道形状作等代处理，等代圆的当量半径可按下式计算:式中:B——隧道断面最大宽度;H——隧道最大高度。取静水压力状态，洞室压力为p0，开挖半径为a，支护结构半径为b，计算模型如图5.1所示。从式(5.5)可以看出，开挖面掘进速度v越快，则p越大，释放掉的应力越小。......
2023-09-21
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挤压性围岩隧道变形破坏特性及控制技术—非线性详细阅读
其微分型本构方程为:图4.9非线性蠕变模型一维蠕变方程当σ≤σ∞时，模型退化为Burgers模型，当σ＞σ∞时，为六元件非线性黏弹塑性模型，其一维蠕变方程为:三维蠕变方程三维应力状态下，岩石内部的应力张量可分解为球应力张量σm与偏应力张量Sij，其表达式分别如下所示:可得:σij为Kronecker函数，球应力张量σm只改变其体积，而不改变其形状;偏应力张量Sij只产生形状变化而不产生体积变化。......
2023-09-21
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