隧道围岩挤压变形预测方法研究
隧道围岩变形量预测的灰色模型应用比较研究
中图分类 号 ： ５ ． Ｕ４ １２
文献 标识 码 ： Ａ
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ａ ｏ ｌａ ｔ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｉ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ Ｇｒ ｙ Ｍ ｄｅ ｎｄ Ｉ ｓ Ａｐ ｌｃ ｔｏ ｎ Ｆｏ ｅ ａ ｔｎ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｌＳ ｒ ｏ ｎｄ ｎｇ Ｒｏ ｋ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ Ｄｅ ｏ ｍ ｔｏ ｆＴｕ ｎｅ ｕ ｒ ｕ ｉ ｃ
进模 型 ， 通过 比较 结果及 关联 度 分析发 现 ， 并 一般 的 Ｇ （ ， ） 色预 测模 型 适 用 于 围岩 变形 量 的 Ｍ １１灰 短期 预 测 ， 更新递 增模 型和 新 陈代谢 模 型在作 较 长期预 测 时 ， 测精 度 更 高 ． 预
关键 词 ： 隧道 ； 变形量 ： 色模 型 灰
ｔ ｎ ａ ｃ ｒｃ ｈ ｏ —ｅ ｍ ｒ ｃｓ ． ｉ ｃ ｕ ａ ｙｉ ｔ ｅｌｎ ｔｒ ｆ ｅａ ｔ ｏ ｎ ｇ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｔ ｎ ｅ ： ｅｏ ｍａ ｉｎ ｑ ａ ｔ ｙ ｇ ａ ｄ ｅ ｙｗｏ ｄ ：ｕ ｎ ｌｄ ｆｒ ｔ ｕ ｉ ； ｙｍｏ ｌ ｏ ｎ ｔ ｒ
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Ｖ０．０Ｎｏ４ １ ． ３
文章编号 ：６ ３０ ９ （０ ６ ０ —０ ２０ １７ —２ １２ ０ ）４０ ４ —４
隧道 围岩 变 形 量 预 测 的灰 色模 型 应 用 比较 研 究
霍 玉 华 ， ２
２． ｅＮｏ． ２ Ｔｈ １ ｍＥｎ ｉ ｅ ｒｎ Ｂｕ ｅ ｕｏ ｇｎ ｅｉ ｇ ｒ ａ ｆＣｈ ｎ Ｒａｌ ｙ Ｔ ｉ ａ ３ ０ ０ Ｃ ｉ ） ｉ ａ ｉ ｗａ ａｙ ｎ０２ ０ ， ｈｎ ｕ ａ
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隧道围岩变形预测模型的优化与应用
隧道围岩变形预测模型的优化与应用陈永雄;吴小萍;郜成成;雷坚;刘国龙;成伟光【摘要】为了克服回归分析法在隧道施工监测数据分析中预测模型的不足,利用多目标加权灰色局势决策法对回归模型的多个评价指标进行整合量化,得到综合效果测度和优选回归预测模型.基于已优选的回归模型与模糊自适应变权重组合预测法建立最优非线性组合预测模型,将组合模型与优选模型进行效果测度对比,并基于该算法编制\"智能监测—模型优化—信息反馈\"系统.结合麻栗垭隧道工程,对组合模型和单项模型进行分析,预测拱顶沉降值.研究结果表明:以残差与后验差为评判标准,实时构建的最优组合预测模型的平均相对误差绝对值为4％,方差为6.5,后验差比值为0.34,小误差概率为1,更能对隧道施工过程围岩变形进行有效的预测和反馈.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2019(016)002【总页数】9页(P426-434)【关键词】隧道变形监测;回归模型;灰色局势决策;模糊自适应变权重组合;组合预测【作者】陈永雄;吴小萍;郜成成;雷坚;刘国龙;成伟光【作者单位】中南大学土木工程学院,湖南长沙 410075;湖南交通职业技术学院路桥工程学院,湖南长沙 410132;中南大学土木工程学院,湖南长沙 410075;伦敦大学学院交通研究中心,英国伦敦 WC1E6B;中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉 430063;中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉 430063;中南大学土木工程学院,湖南长沙 410075;中南大学土木工程学院,湖南长沙 410075【正文语种】中文【中图分类】U456.3隧道监控量测的主要目的是及时对隧道围岩变形和应力进行监测,并将监测获得的信息及时分析与反馈,以更好地指导现场施工。
监控数据处理方法和模型直接影响反馈信息的准确性和可靠性。
目前常用的方法有：灰色预测法、突变理论、人工神经网络法、回归模型等[1]。
公路隧道围岩大变形的预测预报与对策研究
公路隧道围岩大变形的预测预报与对策研究一、本文概述随着交通运输业的快速发展，公路隧道建设在我国交通基础设施建设中扮演着越来越重要的角色。
公路隧道围岩大变形问题一直是隧道工程中的技术难题，它不仅影响了隧道的正常使用，还可能对人们的生命财产安全构成威胁。
对公路隧道围岩大变形的预测预报与对策研究具有十分重要的现实意义和理论价值。
本文旨在深入探讨公路隧道围岩大变形的预测预报方法及其对策，旨在提高隧道工程的安全性和稳定性。
文章首先概述了公路隧道围岩大变形的定义、特点及其产生的机理，分析了影响围岩大变形的各种因素。
在此基础上，文章重点介绍了当前国内外在公路隧道围岩大变形预测预报方面的研究成果和实践经验，包括监测技术、预测模型、预报方法等。
文章还深入探讨了各种对策措施，如隧道支护结构设计优化、围岩加固处理、地下水控制等，以期为解决公路隧道围岩大变形问题提供有益的参考和借鉴。
本文的研究不仅有助于提升公路隧道工程的设计水平和施工质量，也为隧道工程的长期运营维护提供了科学的理论依据和技术支持。
通过本文的研究，我们期望能够为公路隧道围岩大变形的预测预报与对策研究做出一定的贡献，推动我国公路隧道工程技术的不断发展和进步。
二、公路隧道围岩大变形的概念和特点公路隧道围岩大变形是指隧道开挖后，由于地质构造、应力状态、地下水活动等多种因素的综合影响，导致隧道周边岩石产生显著的位移和形变。
这种变形不仅可能影响隧道的正常使用和安全，还可能导致隧道结构的破坏和维修成本的增加。
对公路隧道围岩大变形的预测预报与对策研究具有重要的理论和实践意义。
变形量大：与常规隧道变形相比，大变形往往具有更大的位移量，可能达到数十厘米甚至数米。
变形速率快：大变形通常在短时间内发生，变形速率快，对隧道结构的稳定性和安全性构成严重威胁。
影响因素复杂：大变形受多种因素共同影响，包括地质构造、地应力场、地下水活动、隧道开挖方式等。
这些因素相互作用，使得大变形的预测和防治变得更为复杂。
围岩变形分析报告
围岩变形分析报告1. 引言围岩变形是岩体在受到外力作用下发生的变形现象。
对围岩变形进行分析可以帮助我们评估岩体的稳定性，为工程建设提供有力的依据。
本文将以某个具体的工程案例为例，通过分析步骤来展示围岩变形分析的方法和过程。
2. 工程背景本文所涉及的工程是一座高速公路的隧道项目。
该隧道位于地质条件复杂的地区，周围围岩变形可能较为严重。
因此，对围岩变形进行分析对于隧道的设计和施工具有重要意义。
3. 数据收集为了进行围岩变形分析，我们首先需要收集相关的数据。
在本工程案例中，我们收集了以下数据：1.地质勘探数据：地质勘探数据包括钻孔、岩芯、地质构造等，可以帮助我们了解地下岩体的分布和结构。
2.地下水数据：地下水数据包括水位、水质等，可以帮助我们了解地下水对围岩变形的影响。
3.岩石力学参数数据：岩石力学参数数据包括岩石强度、岩石的变形模量等，可以帮助我们评估岩体的稳定性。
4. 数据分析基于收集到的数据，我们可以进行以下分析步骤：4.1. 地质构造分析通过分析地质构造，我们可以了解岩体的裂隙情况、构造面的走向等。
这对于评估岩体的稳定性非常重要。
在本工程案例中，我们通过地质勘探数据绘制了地质剖面图，并分析了裂隙的走向、密度等信息。
4.2. 岩石力学参数计算岩石力学参数是评估岩体围岩变形的重要指标。
通过分析岩芯数据和实验室试验数据，我们可以计算得到岩石的强度、变形模量等参数。
在本工程案例中，我们进行了岩芯分析和室内试验，得到了岩石的力学参数。
4.3. 数值模拟分析基于收集到的数据和计算得到的岩石力学参数，我们可以进行数值模拟分析。
数值模拟分析可以帮助我们预测岩体在不同外力作用下的变形情况，并评估其稳定性。
在本工程案例中，我们使用有限元分析方法进行了数值模拟分析，并得到了围岩的变形情况。
5. 结果和讨论基于数据分析和数值模拟分析的结果，我们得到了围岩的变形情况。
通过对结果的讨论，我们可以得出以下结论：1.在该隧道工程中，围岩的变形较为严重，可能存在一定的稳定性风险。
挤压性围岩隧道大变形机理及分级标准研究
（１）变形量大 家竹箐隧道初期支护周边位移曾达２１００ ｍｉｌｌ，乌 鞘岭隧道岭脊段最大变形１２０９ ｍｍ。平均变形按Ｆ４、 志留系板岩夹千枚岩、Ｆ７几区段分别为９０＂－１２０， ２００～４００，１５０～５５０ ｍｍ。 （２）变形速率高 奥地利的陶恩隧道最大变形速率高达２００ ｍｍ／ｄ， 一般也达５０～１００ ｍｉｎ／ｄ。乌鞘岭隧道岭脊段变形量测 开始阶段变形速率最高达１６７ ｍｍ／ｄ，分区段最大变形 速率分别可达７３，１６５，１６７ ｍｉｎ／ｄ。 （３）变形持续时间长 由于软弱围岩具有较高的流变性质和低强度，开 挖后应力重分布的持续时间长。变形的收敛持续时间 也较长。日本惠那山隧道时间大于３００ ｄ，关角隧道通 车两年后变形还在发展。乌鞘岭隧道大变形区段变形 持续时间大于１００ ｄ。 （４）支护破坏形式多样 由于原始应力状态因方向而异，围岩也具有各向 异性，初期支护常常不均匀受力，破坏形式也是多样 的。喷层开裂、剥落先在受力较大的部位发生。型钢 拱架或格栅发生扭曲，坍塌随即发生。衬砌做好后， 大变形常使衬砌严重开裂，挤入净空。底部上鼓使道 床严重破坏只好中断行车。 （５）围岩破坏范围大 高地应力使坑道周边围岩的塑性区增加，破坏范 围增大。特别是支护不及时或结构刚度、强度不当时 围岩破坏范围可达５倍洞径。一般锚杆长度伸不到弹 性区，这常是导致喷锚支护失效的根本原因。 ２．２围岩物理力学参数的综合分析 乌鞘岭隧道岭脊地段围岩软弱，地质构造强烈， 该种地层条件给围岩物理力学参数的试验确定带来了 极大困难，分别采用了取样室内试验、原位岩体试验、
．．
隧道软弱围岩挤压大变形非线性流变力学特征及其锚固机制研究
（ １ ． Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｇ ｅ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｔ ｏ ｎ ｇ ｉ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ９ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ Ｍｅ ｔ ｒ ｏ
Ｆ ｅ ｎ ｇ ｑ ｉ ａ ｎ ｇ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ ０ ８ ， Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｃ ｉ ｎ ａ ）
及 其 锚 固 机 制 研 究
孙 钧 ，潘 晓 明 ，王 勇
２ ０ ０ ０ ９ ２ ； ２ ．深 圳 市地铁 集 团有 限公 司，广 东 深圳 ５ １ ８ ０ ２ ６ ；
（ １ ．同济 大学岩 土 工程研 究所 ，上 海
３ ．杭 州 图强材料 公 司、 丰 强工程研 究院 ，浙 江 杭 州 ３ １ ０ ０ ０ ８ ）
问题按 三维非线性流变 的理论 分析 、 相应专用 软件的研制 ； 并将 理论 研究计算成果与现场实测数据进 行对 比， 结果按 大变形三 维问 题 的计算 值 比按小变形二维 平面问题的计算 值更 接近工 程实 际 ； 同时 ， 指 出 了有 待进一 步深 化研 讨 的若 干 问题 。最后 ， 提出 了管 控／ 约束隧道 围岩大变形持续发展 的锚 固技术措 施— —一种新型大 尺度让 压锚杆／ 预应力 长锚 索 ， 分 析其机 制和优 势 ， 介 绍其构 造
基于RBF神经网络隧道围岩变形预测研究
四川建筑 第卷6期 基于RBF 神经网络隧道围岩变形预测研究李培楠,刘 俊,张宏海(西南交通大学土木工程学院,四川成都610031) 【摘 要】 采用RB F 人工神经网络,建立非线性人工神经网络模型,根据隧道监控量测位移监测资料,对隧道开挖过程中周边位移进行预测,研究结果表明:采用RB F 神经网络进行隧道位移预测,其预测精度高、可靠性好,研究成果为隧道掘进过程中的施工控制和预测预报提供一种有效方法。
【关键词】 位移预测; RBF 神经网络; 拱顶下沉;【中图分类号】 U45512 【文献标识码】 A [收稿日期]2008-12-16[作者简介]李培楠,男,在读研究生。
在公路隧道新奥法施工过程中,位移监测对于设计和施工起着极其重要的作用,对正确把握围岩变形规律和确定二次衬砌施作的合理时机具有重要的现实意义[1]。
根据实测数据建立合理的围岩变形时程曲线的数学表达形式是正确预测围岩变形的关键。
为此,本文采用RB F 神经网络理论对隧洞位移进行了模拟预测,并依据神经网络的预测结果确定围岩最终位移量。
1 RBF 神经网络原理与步骤111 基本原理[2]～[4]RBF 径向基函数网络是由输入层、隐含层和输出层构成的三层前向网络(以单个输出神经元为例),隐含层采用径向基函数作为激励函数,该径向基函数一般为高斯函数,如图1所示。
隐含层每个神经元与输入层相连的权值向量W1i 和输入矢量X q(表示第q 个输入向量),之间距离乘上阀值b1i作为本身的输入,如图2所示。
由此可得隐含层的第i 个神经元的输入为:k q i =∑j(w1ji-x j q )2×b1i(1)输出为: r qi =exp (∑j(w 1ji-x j q)2×b1i )=exp 〔-(‖w1i -X q ‖×b1i )2〕(2)R B F 网络的训练过程分为两步:图 RB F 神经网络结构图2 RB F 网络隐含层神经元的输入与输出第二步确定训练隐含层与输出层间的权值w2。
软弱围岩隧道大变形施工控制技术
软弱围岩隧道大变形施工控制技术摘要：在我国西部山区，分布有大范围的软岩地层，其中千枚岩的分布极为广泛，如兰渝铁路线上的木寨岭隧道，318线上的鹧鸪山隧道以及在建的九绵高速等多条高速公路隧道等。
该类岩体具有强度低、性状差、遇水易软化等特点，加之穿越高地应力、高烈度区软岩隧道建设过程中大变形灾害问题凸显，严重危及了隧道施工安全。
因此，开展软弱围岩隧道施工技术与支护技术的深入探讨，对于保证工程施工的安全性与质量的来讲非常重要。
本文以白马隧道为例，通过对该隧道的施工总结分析了一套软岩大变形隧道施工控制方法，并进行了理论和实地测试，对其在变形地段中的运用进行了探讨。
关键词：软岩隧道；大变形；施工控制措施引言：当前，业界对软弱围岩隧道的受力机制和技术仍处在探索性和探索性试验中，对其进行大变形特性的分析和找出行之有效的防治技术是非常必要的。
根据隧道的实际监测和理论研究，对白马隧道的大变形进行了研究，并给出了相应的技术措施。
一、软弱围岩大变形控制理念（一）刚性控制采用刚性控制理念法，通过大钢拱架、大厚度喷射混凝土、超前大管棚、掌子面长锚等措施，采用“以刚克刚”的方法克服了隧道的围岩变形。
该技术主要用于在埋深浅、地应力较小的情况下，对围岩的变形进行了有效的处理。
适合于围岩破碎、力学性能较低、地表沉降和隧道变形要求较高的地区。
（二）柔性控制柔性控制理念主要是利用增大预留变形，使隧道产生位移，使围岩体的应力得到最大程度的缓解，从而使支护体的受力最小化。
其控制手段主要有分段综合控制、伸缩支护和多重支护等。
在地应力较小、埋深较小的情况下，采用刚性支撑理论进行围岩变形的方法是切实可行的。
但对于地下工程中的大深度和高地应力，宜采用柔性支护技术。
（三）刚柔结合控制理念刚柔结合的控制理念是以刚性的预支护法来有效地控制掘进过程中的围岩体的应力释放速率；采用柔性初期支护对早期隧道的早期变形进行了抑制，同时采取了超前和早期支护措施，使围岩的变形保持在一个较好的水平。
软弱围岩隧道掌子面挤压变形量测技术应用
软弱围岩隧道掌子面挤压变形量测技术应用摘要：掌子面挤压变形量测技术是通过预先埋入长子面的纵向位移计，配以滑动式沉降仪测量长子面不同深度变形情况，通过对变形数据的分析，预测软弱围岩隧道开挖后的变形特性，及时对支护体系做出适当的调整，确保软岩隧道施工安全，与传统的围岩量测相比具有：预测早、调整及时、提高支护体系安全度等优点，文章着重介绍了长子面围岩内部位移量测的方法、数据分析、支护参数调整等。
关键词软弱围岩掌子面挤压变形量测支护参数调整Abstract: ZhangZiMian extruded deformation measurement technology is the firstborn in advance through into longitudinal displacement plan, match with sliding type instrument measuring surface subsidence firstborn different depth deformation, through to the deformation data analysis, forecast weak rock tunnel excavation of the deformation characteristics, timely support system to make proper adjustment, ensure that soft rock tunnel construction safety, of the surrounding rock and the traditional measurement compared with: predict early, adjust in time, improve the supporting system safety degree and other advantages, the article mainly introduces the firstborn face internal displacement of surrounding rock measurement method, data analysis, supporting parameters adjustment, etc.Keywords: weak rock ZhangZiMian extruded deformation measurement supporting parameters adjustment中图分类号：U452.1+7 文献标识码：A 文章编号：一、引言近年来，我国铁路建设日新月异，施工技术不断进步，长大隧道层出不穷，由于勘测深度不足，长大隧道实际地质情况与勘测地质情况相比一般差距比较大，造成了一些长大隧道施工中多数会遇到不良地质灾害，如我单位施工的兰武铁路乌鞘岭隧道、广昆线老东山隧道、张集铁路旧堡隧道、宜万铁路齐岳山隧道等，这些隧道几乎都遇到了软岩变形、突水突泥等地质灾害，给施工带来了极大的安全风险，能否准确预测，是隧道施工安全的关键，也是预防隧道不良地质灾害的源头，我单位在贵广铁路天平山隧道中采用了掌子面挤压变形量测技术，能比常规量测更早预测掌子面前方围岩的变形情况，有力的保障了Ⅰ级高风险隧道施工安全。
基于皮尔曲线模型的隧道围岩变形预测研究
皮尔曲线又被称作逻辑斯蒂（ ｇ ｔ ） １ ｉｉ 曲线或生 ｏ ｓｃ
长 曲线 ， 是增长 曲线 模 型 中 十分 常 见 的一 种 。 由于
该 曲线 可 以反 映生物 的生长 过 程 ， 以皮尔 曲线在 所
式 中， ｔ ｔ；≠ｊｉｊ １２， ， ， Ａｉ ｉｉ ；，∈｛ ， … ｎ一１ 这表 ≠△ ｔ 示 各时 段 问隔不相 等 。
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将非 等 时 距 沉 降时 间 序 列 中 的时 间 ｔ代 入 到 ； 等时距皮 尔预估 模 型 中 ， 即可建 立 非 等 时距 的皮 尔
从而得 到该观 测点 的等 时距皮 尔预估 模型Ｉ ： 为
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在 实 际 的沉 降 观测 工作 中 ， 据项 数 可能 不是 数
等时距的， 为此 引人一种新 的计算方法 。将上面得 到的等时距变形时间序列 ｛（）ｔ ｌ２ ３ …， ｝ Ｙ ｔ Ｉ＝ ， ，， ｎ 代
人式 （ ） 有 １，
ｙ ｔ ｙ ＋（ 一 ）］ （） ［ ｉ
插值函数分段线形插值 ， 则有 ： 式中：、、 Ｌ ａｂ为模型的三个待定参数 ， 其中 ａ ＞
０。 ＞０。 ｂ
Ｙｔ （ ）＝Ｙ［ １＋ （ ｔ ｔ＋ １ ］ ＝Ｙ（ｊ ） ＋ ） ｔ１ ～
… ＿ ） ｃ ＿］ １ ＋ ｌ Ｉ
ｉ — Ｌｉ １ 一
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从 而得 到等 时距 沉降 时间序列 为 ：Ｙ ｔ Ｉ＝１ ｛（） ， ｔ
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．
挤压性软岩隧道围岩大变形机理模型试验研究
科学技术创新2021.06作者简介:薛海巍(1976-),男,学历:本科,高级工程师,主要从事长大隧道、特殊结构桥梁施工关键技术研究。
挤压性软岩隧道围岩大变形机理模型试验研究薛海巍1刘承宏1马良1陈宇博1李新志2朱永全2(1、中铁三局集团第二工程有限公司,河北石家庄0500002、石家庄铁道大学,河北石家庄050000)摘要:针对挤压性软岩隧道施工中围岩大变形突出,易出现支护破坏工程灾害风险,采用大型三维地质力学模型试验系统,模拟大埋深软岩隧道开挖过程,研究了施工中隧道围岩变形规律,得到了挤压性软岩隧道围岩大变形特征,结合试验结果,提出隧道施工及支护建议。
关键词:大埋深;软岩隧道;围岩大变形;地质力学模型试验中图分类号:U 445文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2021)06-0116-021概述我国国土辽阔,地形地貌多样,地质类型丰富,伴随着西部大开发的深入发展,西南地区山高谷深,地质条件复杂,隧道工程建设过程中面临着巨大地质灾害风险,其中大埋深软岩隧道在施工过程中会出现挤压性隧道围岩大变形,其突出施工特征是变形大、变形时间长,易造成支护结构变形及破坏,给施工造成极大困难。
即将修建的川藏铁路是关系我国社会稳定、西藏经济发展的重大工程。
川藏铁路全线隧道共计198座,总长1223.5km ,占线路总长的70.2%,其中大埋深软岩段占隧道线路的29%,隧道施工过程挤压性围岩大变形问题突出,是影响隧道施工的典型灾害源。
因此,有必要深入研究挤压性隧道围岩大变形发生的应力特征与规律,为即将开工的川藏铁路安全建设提供科学支撑。
挤压性隧道围岩大变形及破坏的特征主要与其岩性及所处的地应力环境有关系,其变形持续时间、变形量和支护破坏形式是挤压性围岩施工过程中应力调整的外观表现。
因此,很多学者对挤压性软岩隧道大变形机理进行研究。
目前,国内外专家对挤压性软岩隧道大变形研究成果较多,主要集中在理论解析、数值计算和试验研究等方面。
挤压性围岩隧道围岩压力计算方法研究
2020年11月第11期（总266)铁道工程学报JOURNAL O F RAILW AY ENGINEERING SO CIETYNov 2020NO. ll(Ser. 266)文章编号:l〇〇6-2106(2020)11 -0069 -08挤压性围岩隧道围岩压力计算方法研究刘志春1李国良2“(1•石家庄铁道大学，石家庄050043; 2.中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安710043)摘要:研究目的：大量现场实测结果表明，挤压性围岩隧道受高地应力挤压作用影响，围岩压力远大于规范计算值，围岩压力以形变压力为主。
长期以来在挤压性围岩隧道结构设计中仍沿用现行规范中松动压力计算方法，造成支护结构抗力不足而导致变形侵限、支护拆换等严重现象。
国外类似计算方法多基于围岩分级系统，与我国围岩分级方法不同。
因此，迫切需要提出适应我国围岩分级体系的挤压性围岩隧道围岩压力计算方法。
研究结论：（1)确定了变形等级5、隧道埋深//和开挖宽度S三个指标作为挤压性围岩隧道围岩压力计 算的关键影响因子，计算指标既便于取值，又能充分反映围岩和隧道条件；（2)基于典型样本统计，提出了挤压性围岩隧道垂直围岩压力计算公式和水平侧压力系数取值范围，实测结果与计算结果吻合良好，各因子影响规律与实测数据规律一致；（3)经工程检验，计算方法满足现行规范安全性要求，同样适用于一般IV、V、V I级软岩深埋隧道形变压力计算；（4)本研究成果可应用于一般软岩深埋隧道和挤压性围岩隧道的围岩压力计算，可为隧道结构设计提供依据。
关键词：挤压性围岩;隧道；围岩压力;影响因子;计算方法中图分类号:TU456 文献标识码:AThe Calculation Method of Surrounding Rock Pressure in Squeezing Rock TunnelLIU Zhichun', LI Guoliang2(1. Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang, Hebei 050043 , China；2. China Railway First Survey and Design Institute Group Co. Ltd, Xi’an, Shaanxi 710043，China)Abstract ：Research purposes ：Many of field measured data show that the surrounding rock pressure in squeezing rock tunnel, which is mainly deformation pressure, is much greater than the calculated value obtained by standard calculation method due to the impact of high geostress compression. For a long time, the standard calculation method of the loose pressure in generally soft rock tunnel is still used in the calculation of surrounding rock pressure in squeezing rock tunnel, which lead to insufficient support resistance, and caused serious phenomena such as deformation invasion limit and support replacement. Similar calculation methods abroad are mostly based on Q y N,and R M R rock classification systems, which are different from the rock classification methods in China. Therefore, there is an urgent need to propose a method for calculating the rock pressure in squeezing rock tunnel adapted to China's national conditions.Research conclusions：( 1) The key impact factors of rock pressure calculation in squeezing rock tunnel include deformation level S, tunnel buried depth H and excavation width B,which are easily to get values and comprehensively **收稿日期:2020-07 -01基金项目：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目（N2020G040);河北省重点研发计划项目（17275408D);中铁第一勘察设计院集团有限公司技术开发项目（院科18 - 15、19 - 13)**作者简介:刘志春，1973年出生，男，教授；李国良，1966年出生，男，教授级高级工程师，全国工程勘察设计大师，现任中铁第一勘察设计院集团有限公司副总工程师。
挤压性隧道施工时空效应及其大变形控制研究
挤压性隧道施工时空效应及其大变形控制研究一、概述挤压性隧道施工时空效应及其大变形控制研究，是隧道工程建设领域中的一项重要课题。
随着交通基础设施建设的不断推进，隧道工程在山区、城市等复杂地质环境中的应用越来越广泛，而挤压性隧道作为一种特殊的隧道类型，其施工过程中的时空效应及大变形问题一直是工程实践中的难点和热点。
挤压性隧道通常指的是在软弱、破碎、高应力等不利地质条件下进行施工的隧道。
这类隧道在开挖过程中，由于围岩的自稳能力较差，容易发生显著的挤压变形，给施工安全和工程质量带来严重威胁。
研究挤压性隧道施工过程中的时空效应，揭示其变形机理，提出有效的控制措施，对于提高隧道施工的安全性和效率，保障工程质量具有重要意义。
时空效应是指在隧道施工过程中，由于开挖面的推进和支护结构的施作，围岩应力场、位移场以及渗流场等随时间和空间的变化而发生的动态响应。
这种响应不仅影响隧道施工的稳定性和安全性，还直接关系到工程的质量和经济效益。
深入研究挤压性隧道施工的时空效应，对于指导工程实践、优化施工方案具有重要意义。
大变形控制则是针对挤压性隧道施工过程中的变形问题而提出的一种技术措施。
通过采用合理的开挖方法、支护结构形式和施工工艺，以及加强监测和预警等手段，可以有效地控制隧道的变形，确保施工安全和工程质量。
由于挤压性隧道的特殊性，其大变形控制技术的研发和应用仍面临诸多挑战和困难。
挤压性隧道施工时空效应及其大变形控制研究是一项具有重要理论价值和实际意义的课题。
本文旨在通过对挤压性隧道施工过程中的时空效应进行深入分析，探讨其变形机理和控制措施，为类似工程的实践提供理论支持和技术指导。
1. 挤压性隧道施工的特点与挑战挤压性隧道施工面临着极高的地质不确定性。
由于地质构造复杂多变，隧道掘进过程中可能会遭遇软弱地层、断层破碎带、涌水涌砂等不良地质现象，这些现象不仅增加了施工难度，还可能对隧道结构的安全性造成严重影响。
挤压性隧道施工中的围岩变形控制是一项极具挑战性的任务。
浅埋偏压隧道围岩力学与变形研究
做出了研究 ， 也取得 了诸多关于设计和施工的成果．
对 于浅埋 偏压 隧道 ， 在力学 形 态分 析上 ， 一般可 采用
台阶法施工． 隧道的最大跨度为 １． ２Ｉ， ２２ Ｉ Ｔ 净空９９ ．５ ｉ， ｎ 拱顶最大埋深为 １． 属 于大跨度隧道 ； ９ ８ｍ， 围岩 级别为 Ｖ级浅埋偏压 ， 支护参数如表 １ 所示．
“ 荷载一结构” 模型 ， 但其荷载及结构分析方法具有 特殊性 ； 在围岩变形上由于荷载的不对称 ， 而造成变 形 的不对 称 ， 设计 时应采 用 不 同的支 护方式 ； 在 在开
挖施 工 时也应 对断 面 采用 不 同 的开 挖顺 序 ． 对此 本
文将 以在建工程为依托， 结合现场监测数据， 利用有 限 元软件 （ ｌ ３ ） 浅埋 偏压 隧 道 的受 力特 性 和 围 Ｆａ ｄ对 ｃ
烦． 结合现场监测 的数据和 Ｆａ３ 有 限元软件 ， ｌ ｄ ｃ 从实际数据 着手分析 ， 结合有 限元软件模拟和分析隧道 围岩应 力和
位移 变化特征 ， 为设计和施 工提供 参考．
关键词 ： 浅埋 偏 压 隧道 ；围岩 应 力 ；围 岩位 移 ；数 值模 拟
中图分类号 ： ５ ． Ｕ４ １２
的水平 、 竖直方 向的速度约束 ， 模型两侧边界水平方 向速度约束． 模拟计算参数见表 ２ 采用两台阶开挖 ，
法 见 图 ６ 开挖 步骤 ： 断面 开挖 一 上 断 面初期 支 护 ， 上 一 下 断面部 开挖一 下 断面 初期 支护一 二衬 施做 ．
表 ２ 隧道模型参数
Ｔａ ． Ｐ ｒ ｍｅｅ ｆｍａ ｅ ｉ ｌ ｆｔ ｅ ｔ ｎ ｅ ｂ２ ａ ａ ｔｒｏ ｔ ｒａ ｕ ｎ ｌ ｏ ｈ
第３卷 第 １ １ 期 ２１ 年 ２ ０２ 月
隧道工程围岩大变形及预测预报研究
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隧道工程围岩大变形及预测预报研究
表 1 国内外部分发生大变形隧道的基本情况 Table 1 Large deforma tion s encoun tered in som e tunnels both a t hom e and abroad
序号 名称 崔家沟
1 铁路隧道
堡子梁 2 铁路隧道
阿尔贝格 3 公路隧道
鹧鸪山 4 公路隧道
关角 5 铁路隧道
地点
地质简况
中国梅七线 围岩 为 泥 质 页 岩 和 砂 (1976) 质泥岩
中国宝中线 ( 1992 )
有 500 m 一 段 大 部 分 为绿 色 泥 岩 , 软 弱 破 碎 ,膨胀率为 46%
奥地利 ( 1974 ～ 1979)
千枚岩 、片麻岩 、含糜棱 岩的片岩绿泥石等 ,抗 压强度 1. 2～2. 9 MPa, 原始地应力 13 MPa
中深变质岩系 ,包括混 合岩 、片麻岩 、片岩 、大 理岩 。侵 入 岩 有 超 基 性岩 、花岗岩及各种岩 脉
巷道收敛可达数 10 cm甚至 1. 0 m 以上 ,底鼓可达数 10 cm 甚 至更大 ,变形破坏持续时间达数月至数年 。巷道破坏 、钢架严 重扭曲甚至折断 、喷层开裂和剥离 (落 ) 、锚杆失效 、预制混凝土 砌块的挤出或塌落 、现浇混凝土衬砌破裂和剥离 、混凝土底板 折断翘起等现象随处可见
围岩工程地质特征的预测方法
围岩工程地质特征的预测方法
围岩工程地质特征的预测方法主要包括以下步骤：
对隧道开挖面进行地质素描，调查岩体结构面，观测涌水量，以及进行浅层地震法（HSP地质预报仪）等。
结合地表水、地下水的调查结果，预报可能出现突然涌水地点、涌水量大小、地下水、泥砂含量及施工的影响。
当软岩再现内鼓、片帮掉块地段时，预报对施工的影响程度。
当岩体突然开裂或原有裂隙逐渐加宽时，应预报其危害程度。
在位移量测中发现围岩变形速度加快时，预报对围岩稳定性的影响程度。
隧道浅埋段地面下沉或工裂时，预报对隧道稳定和施工的影响程度。
洞口可能出现滑坡、坠石时，及时预报。
预报由于施工不当，可能造成围岩失稳及其改进措施。
绘制全洞地质断面、剖面的展开图。
以上方法仅供参考，建议您咨询专业人士获取更准确的信息。
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岩体强度进行估算 ， Ｆ中地应力应取垂 直于隧道走 向的最 大地应 力。挤压变形 破坏 大都发生 在 Ｆ≤１的情 况
ａ ｎ ｗ ｎｄ ａ ａｌ ｂ ｅ ｍｅｈｏ ｒ ｐ ｅ ｉ ｔ ｎ ｏ ｈ ｑ ｅ ｉ ｇ ｄｅｏ ａ ｉｎ ｏ ｈｅ ｓ ｒｏ ｄ ｎ ｏ ｋ ｏ ｕ ｎｅ ． ｅ ａ ｖ ｉａ ｌ ｔ ｄ ｆ ｒ ｄ ｃｉ ｆｔ ｅ ｓ ｕｅ ｚｎ ｆ ｒ ｔｏ ｆｔ ｕ ｒ ｕｎ ｉ ｇ ｒ ｃ ｆｔ ｎ １ ｏ ｏ ｍ
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０ ２年 １ 第２ １ （ ２月１ ２期 总 ６ ）
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Ｎ ． （ ｅ．６ ） Ｏ ２ Ｓｒ１ １
文 章编 号 ：０ ６—２ ０ （ ０ ２ ０ ０ ５ １０ １６ ２ １ ） ２— ０ ０—０ ５
隧 道 围 岩 挤 压 变 形 预 测 方 法 研 究
孙 元 春 高 波２ 许 再 良 李 怀 鉴
（ ． 道 第三勘 察设 计 院集 团有 限公 司， 天 津 ３０５ ； ２ １铁 ０２ １ ．西 南交通 大 学 ， 成都 ６０ １ ０３ ）
摘要 ： 究 目的 ： 研 围岩挤 压变形预测是高地应力地 区软弱 围岩隧道勘 察和设计 阶段 的一项重要 工作 。 目前 常
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｉｔｏ ｅｈｏ ｏ Ｓ ｕ ｅ ｉ ｇ Ｄｅｏ ｍ ａ ｉ ｎ ｆ Ｓ ｒ ｏ ｎ ｉ ｇ ｓ ａ ｃ ｎ Ｐｒ ｄ ｃ ｉｎ Ｍ ｔ ｄ ｆ ｒ ｑ ｅ ｚｎ ｆ ｒ ｔｏ ｏ ｕ ｒ ｕ ｄ ｎ
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下， 而剧烈 挤压变形一般发生在 Ｆ ． ， ≤０ ５时 可将 ０ ５和 １分别作为不 同级别挤压变形 的临界预测值 。实践 表 ． 明， 采用 Ｆ值法对 围岩挤压变形进 行预测是可靠 的。 关键词 ： 软弱围岩 ； 高地 应力 ； 挤压 变形 ； 预测
中图 分 类 号 ：４ １ ． Ｕ ５ ２ 文献标识码 ： Ａ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｃ ｎ ｌ ｓｏ ｓ Ｔ ｅ ｓ ｕ ｅ ｉ ｇ ｄ ｆｒ ｔ ｎ ｏ ｒｏ ｎ ｉ ｇ ｒ ｃ ａ ｅ ｐ ｅ ｉｔ ｄ ｂ ｔ ｎ ｔ ｔ ｓ ａ ｉ ａｕ ， ｓ ａ ｃ ｏ ｃｕ ｉ ｎ ： ｈ ｑ ｅ ｚｎ ｅ ｏ ｍａ ｉ ｆｓ ｒ ｕ ｄ ｎ ｏ ｋ ｃ ｎ ｂ ｒ ｄ ｃｅ ｙ ｓ ｅ ｇｈ ｓ ｅ ｓｒ ｔ ｖ ｌ ｅ Ｆ ｏ ｕ ｒ ｒ ｏ
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