含软弱夹层层状围岩地下洞室平面非线性有限元分析

合集下载

岩土工程勘察-第十章-地下洞室的勘察与评价2

2. 岩性条件选择
➢ 岩性条件应选择比较坚硬、完整，力学性能较好且风化轻微的岩体，特别注意岩体强度的选择。 ➢ 有软弱薄层状围岩，应尽量绕避。对于易于软化、泥化和溶蚀的岩体及膨胀性和塑性岩体，也不利于围岩稳定。 ➢ 层状岩体则以厚层结构为好，遇软硬及厚薄相间的岩体，则应尽量将洞室顶板置于厚层坚硬岩体中。 ➢ 同一岩体内的压性断裂，往往上盘比较破碎，而下盘比较完整，应将洞室置于下盘岩体中。
水文地质条件的选择
地下工程干燥无水时，有利于围岩稳定，因此在地下工程选址时，最好选择地下水位以上的干燥岩体或地下水量不大、无高压含水层的岩体内，应尽可能避开饱水的松散土层、富水的断层破碎带及岩溶化碳酸盐岩层。
地应力方向的选择
一般情况下，洞室轴向应与最大主应力方向垂直，以改善洞室周边的应力状态，但当最大主应力很大时，则洞轴向最好与之平行，以保证边墙的稳定。
地段； ⑤ 地表倾斜大于10mm/m，地表曲率大于0.6mm/㎡，
或地表水平变形大于6mm/m 的地段。
下列地段作为建筑场地时，应评价其适宜性；
① 采空区采深采厚比小于30 的地段； ② 采深小，上覆岩层极坚硬，并采用非正规开采方
法的地段； ③ 地表倾斜为3～10mm/m，地表曲率为0.2~0.6mm/
3、地表移动盆地的分区
4、地表变形的分类两种移动
垂直移动水平移动
AB A B
三种变形
倾斜
i AB
A B
l AB
弯曲
KB
iAB iBC l12
水平变形
l
地表移动变形的计算 1、对于缓倾斜（倾角小于25º）矿层地表移动
和变形预测，可按表 10-23 计算。
2、矿层倾角近于水平或缓倾斜且开采已达充分采动时，最大变形值可按表 10-24 计算。

影响边坡的主要因素

边坡工程地质问题边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式。

斜坡的形成，使岩土体内部原有应力状态发生变化，出现坡体应力重新分布，主应力方向改变，应力又产生集中；而且，其应力状态在各种自然营力及工程影响下，随着斜坡演变而又不断变化，使斜坡岩土体发生不同形式的变形与破坏。

不稳定的天然胁迫和人工边坡，在岩土体重力、水及震动力以及其它因素作用下，常常发生危害性的变形与破坏，导致交通中断、江河堵塞，塘库淤填，甚至酿成巨大灾害。

根据组成边坡的主体材料不同，边坡可分为土质边坡和岩质边坡两种，而这两者主体材料的结构、性质差别很大，其存在的工程地质问题也不相同，需要分开进行研究。

边坡的稳定是一个比较复杂的问题，影响边坡稳定性的因素较多，简单归纳起来有边坡体自身材料的物理力学性质、边坡的形状和尺寸、边坡的工作条件及边坡的加固措施等几个方面。

一、岩质边坡工程地质问题（一）岩体结构及稳定性分析方法（6）边坡处于强震区或邻近地段，采用大爆破施工。

采用工程地质类比法选取的经验值（如坡角、计算参数等）仅能用于地质条件简单的中、小型边坡。

（三）岩体稳定的结构分析—赤平极射投影图法岩体的破坏，往往是一部分不稳定的结构体沿着某些结构面拉开，并沿着另一些结构面向着一定的临空面滑移的结果。

这就揭示了岩体稳定性破坏所必需具备的边界条件（切割面、滑动面和临空面）。

所以，通过对岩体结构要素结构面和结构体分析，明确岩体滑移的边界条件是否具备，就可以对岩体的稳定性作出判断。

这就是岩体稳定的结构分析的基本内容和实质。

而赤平极射投影图法就是岩体稳定的结构分析的方法。

1．作图方法：以最基本的面结构面的产状为例作如下简单介绍。

如已测得两结构面产状如表1-3表1-3 结构面产状表结构面走向倾向倾角J1 N30°E SE 40°J2 N20°W NE 60°作此两结构面的赤平极射投影图，并求其交线的倾向和倾角。

软弱夹层对隧道围岩稳定性影响规律研究_石少帅

*
（ 1．山东大学岩土与结构工程研究中心，济南 250061 ； 2．中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州 221008 ）摘要：宜巴高速公路石门垭隧道具有地质条件复杂、围岩软硬交替、高地应力等特点，施
工过程中常发生围岩层状剥落、侧墙滑塌等现象，严重威胁隧道施工安全。为确保施工安全，
图2 软弱夹层倾角及位置示意图
Fig． 2 Diagram of the dip angle and position of weak interlayer
层单元进行单独赋值处理，从而显著区别其周围的岩体，以达到对软弱夹层模拟的目的。 Interface 命令则是通过对分界面两侧的容重、内摩擦角、粘聚力、体积模量、剪切模量及分界面的法向刚度和切向刚度等参数进行设置，对岩体内的软弱夹层进行模拟。与 Interface 命令相比，参数弱化法可有效抑制网格变形，并保持两侧岩体的连续性，更适合软［16 ， 17 ］。弱夹层的模拟
838
地下空间与工程学报
第9 卷
45 ° 时，拱顶点位于软弱夹层内，拱顶下沉量随倾角 θ 增大而增大。（ 3 ）当处于 C 、 D 位置时，拱顶点均位于坚硬岩层中，倾角 θ 对拱顶下沉值基本无影响，当 θ = 75 ° 时，拱顶点距软弱夹层较近，拱顶下沉值略大。综上所述：当软弱夹层处于 A 位置且 θ = 45° 时，拱顶下沉量最大；当软弱夹层处于 A 位置，或者处于 B 位置且 θ ＞ 45° 时，拱顶点位于软弱夹层内，拱顶下沉值较大，软弱夹层的存在对拱顶下沉
*
0416 （修改稿）收稿日期： 2013），作者简介：石少帅（ 1987男，山东济南人，博士研究生。主要从事地下工程地质灾害预测预警与控制研究方面的 mail： sss_sdu@ 163． com 工作。E），通讯作者：李术才（ 1965男，河北涞水人，博士，教授，博士生导师，主要从事裂隙岩体断裂损伤、地质灾害超前预。 Email ： lishucai@ sdu． edu． cn 报与防治等方面的教学与研究工作基金项目：国家重点基础研究发展计划（ 973 ）项目（ No． 2013CB036000 ）；中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目（ No． SKLGDUEK1105 ）；山东大学研究生自主创新基金资助项目（ yzc12137 ）

红层分布特点和主要工程的地质问题

红层分布特点和主要工程的地质问题我国红层面积广泛，并且新生带红层面积广泛，约有90万平方千米。

红层成为我国建筑工程在施工过程中不可避免的岩土之一。

因为红层对工程建设有着重要影响，并会对工程的质量和和使用寿命产生直接影响，基于此，本文对红层问题进行了重点分析，希望对相关工作人员能够有所帮助。

标签：红层分布工程建设地质特性红层是一种碎屑沉积而形成的地层，其外观以红色为主调色，这也是人们称之为红层的一个重要原因。

红层中的泥质粉砂岩、页岩、泥岩也为自身比较软弱被称之为软岩，抗压强度不足30MPa，该类岩层亲水性强、透水性弱，一旦遇到水容易发生膨胀或软化，而失去水后则容易发生收缩或崩解，并且抗风化能力较弱。

1红层的分布特点南方占到我国红层总面积的60%以上，其中中南和西南地区分布较为广泛，多数红岩都裸露在外，因此，风化较为严重，并且容易受到雨水的影响而发生滑坡。

北方地区分布的红层不足40%，主要分布在蒙宁晋陕交界和甘肃一代，较多的红层都为埋藏性，工程的地质问题的隐蔽性较高。

红层分布会受到分布区、岩体结构、渗流、水文网络、软化问题的控制，同时因为受到泥岩、砂岩、蒸发岩等多种硬岩和软岩以及工程建设活动的影响，因此软弱结构面，极易出现滑坡以及地质分化等问题。

因为时代较近，因此岩体在胶结性上较差，岩体的物理学性能也较差，多数岩土都为软岩类别。

岩体没有稳定的结构，并且容易发生崩解软化。

红层岩体和蒸发岩体中能够容易水的成份，在水的作用下极易发生腐蚀、渗流、岩溶等化学变化和物理变化，因此在工程建设过程中，必须要采取正确的方式对待红层这一特殊岩体。

图1为白垩纪的红层地质图。

2主要工程在地质上存在的问题2.1边坡变形红层地区边坡变形对机制产生的破坏主要分为以下几种类型。

①顺岩层层面发生变形导致基础遭受破坏，边坡岩层走向头坡面之间的夹角较小，岩层向外具有一定的倾斜，并且倾斜角的角度不能大于边坡角，岩体将会呈现临空状态，后缘和侧向将会节理发育，从而使顺层面形成失稳破坏机制，沿层面将会因为破坏而整体下滑。

岩石力学(岩石的性质及分类)

第一章岩石的物理性质及岩石工程分类学习对象岩石及岩石的结构特征、岩石的不连续性、不均匀性和各向异性岩石的各项指标。

学习内容岩石及岩石的结构特征、岩石的不连续性、不均匀性和各向异性岩石的容重、密度比重、孔隙率和孔隙比；含水量、吸水率与饱和系数；渗透系数。

学习目的掌握有关概念，特别是掌握岩石及岩石的结构特征、岩石的不连续性、不均匀性和各向异性岩石的各项指标。

掌握岩石的容重、密度比重、孔隙率和孔隙比；含水量、吸水率与饱和系数；渗透系数等计算。

1.1 岩石及岩石的结构特征1岩石工程岩石力学的研究对象是岩石。

岩石是构成地壳的基本材料，是经过地质作用而天然形成的（一种或多种）矿物集合体。

岩石通常按地质成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩等三种类型，下图为三类岩石的部分岩体。

a、岩浆岩岩浆岩是岩浆冷凝而形成的岩石，绝大多数岩浆岩是由结晶矿物所组成，由于组成它的各种矿物化学成分和物理性质较为稳定，它们之间的联结是牢固的，因此岩浆岩通常具有较高的力学强度和均质性。

工程中常遇到的岩浆岩有花岗岩、玄武岩等。

b、沉积岩沉积岩是母岩（岩浆岩、变质岩和早已形成的沉积岩）经风化剥蚀而产生的物质在地表经搬运沉积和硬结成岩作用而形成的岩石组成。

沉积岩的主要物质成分为颗粒和胶结构。

颗粒包括各种不同形状及大小的岩屑及某些矿物；胶结物常见的成分有钙质、硅质、铁质以及泥质等。

沉积岩的物理力学性质不仅与矿物和岩屑有关，而且也与胶结物性质有关。

沉积岩具有层理构造，这使得它的物理力学性质具有方向性。

工程建设中常见的沉积岩有灰岩、砂岩、页岩等。

c、变质岩变质岩是由岩浆岩、沉积岩甚至变质岩在地壳中受到高温、高压及化学活动性流体的影响下发生变质而形成的岩石。

它在矿物成份、结构构造上具有变质过程中产生的特征，也常常残留有原岩的某些特点。

因此，变质岩的物理力学性质不仅与原岩的性质有关，而且与变质作用的性质及变质程度有关。

工程建设中常见的变质岩类有大理岩、片麻岩、板岩等。

2010年国家自然科学基金资助项目清单(中国科学院武汉岩土力学研究所)

2010年国家自然科学基金资助项目清单
（中国科学院武汉岩土力学研究所）
金额：万元
序号项目批准号项目负责人申请代码1
项目名称
项目类别
批准金额
1 11002153 2 11002154
赵颖晏飞
A020311
垃圾填埋堆体失稳的应力-渗流-微生物降解耦合作用机理研究
青年科学基金项目
23
A020311
李建春
A020311
节理岩体动态等效介质模型及应力波在节理岩体中的传播规律研究
面上项目
42
6 41002115
陈国良
D0214
基于空间单元划分的城市复杂地质结构模型自动构建方法研究
青年科学基金项目
19
7 41002116
崔银祥
D0214
原位碎裂结构岩体的结构特征与力学性质
青年科学基金项目
18
8 41072238
966
A:数理科学部
岩体力学与土力学
21 51074152
韦立德
E0409
岩石裂纹扩展过程广义节理元分析模型研究
面上项目
29
2011/1/1 2013/12/31
22 51079141
郭爱国
E0907
膨胀土工程性状的超固结性效应与机理分析
面上项目
37
2011/1/1 2013/12/31
23 51079142 24 51079143 25 51079144 26 51079145 27 91015010
青年科学基金项目
20
2011/1/1 2013/12/31 2011/1/1 2013/12/31 2011/1/1 2013/12/31 2011/1/1 2013/12/31

软弱夹层对隧道施工稳定性的影响分析

地层分区为松嫩平原分区．地层分布主要有白垩系
大，自承能力差等原因，在施工中遇到很多问题，而在含有软弱夹层的土层中开挖隧道时更易引起失
பைடு நூலகம்
（Ｋ）及第四系（，本区缺失第三系地层。隧道穿Ｑ）
越地层为第四系堆积层，围岩构成比较单一，洞身
一
定的指导意义。
１软弱夹层对隧道的影响分析
层，其中最主要的１个在拱顶及上半部拱身、拱
腰、拱底处均有分布，厚度不一。最大厚度
５．。４ｍ
１１研究工程背景及工程概况．
哈尔滨绕城天恒山隧道设计为双洞分离式设
值仿真分析。为简化计算，分析中假定隧道开挖方
案为台阶法，隧道周边地层假定为Ｖ级。分析中隧道模型条件如下。
１围岩初始应力场只考虑自重应力．不考虑）
同位置的软弱夹层对隧道施工稳定性的影响进行数
收稿日期：０８０ — １修回日期：０８０ — ３２０— ４１；２０ — ５１
摘
要：天恒山隧道为浅埋土质隧道，其地质条件较差。地层中含有软弱夹层。当隧道在含有软弱夹
层的地基上施工时．软弱夹层将对隧道的稳定产生影响。利用有限元方法模拟分析了软弱夹层位于隧道不同位置时对隧道施工期间稳定性的影响，得出了软弱夹层位于拱脚附近时为最不利情况的结

隧道施工围岩位移分析

产业科技创新　Industrial Technology Innovation52Vol.1　No.8产业科技创新　2019，1（8）：52~53Industrial Technology Innovation隧道施工围岩位移分析肖　茜，田　科（中国建筑第七工程局有限公司，河南　郑州　450000）摘要：近年来我国基础设施建设迅猛发展，而大部分的基础设施工程会包含全部或部分隧道施工。

在隧道工程中会因为地质情况的不同遭遇围岩或者衬砌裂缝、底板拱起、顶板脱落、边墙挤压变形、地表沉降过大或不均匀沉降等情况，而隧道的监控量测是隧道施工中一道非常重要的工序。

根据大量的实际数据分析，隧道设计中动态设计是保证隧道施工安全、质量的重要基础。

由于自然环境中多变的围岩和地质条件，完全依靠精确的数学模型来展示地下工程环境有一定难度，这是因为运用此种方法的前提是前期提出的假设条件成立。

地下工程的设计和施工仍然处于半经验半理论状态。

由此看来，地质条件复杂的隧道工程采用同时施工，同时监控量测的方法，通过现场采集数据、经验分析与理论计算，施工技术人员可以更好的判断出隧道围岩的稳定性，可以为下一道工序给出充分的施工准备。

文章应用有限元法模拟隧道开挖应力场，找出位移变化规律，为相似工程施工提供指导依据。

关键词：隧道施工；围岩；位移中图分类号：U451.2　文献标志码：A　文章编号：2096-6164（2019）08-0052-02监控和测量就是使用各种仪器和工具对施工过程中周围的岩石检测支撑和衬砌的应力和变形，在进行测量、观察、评价后，找出影响因素及相互之间的关系。

以实时数据为依据，为保障隧道安全施工提供科学依据。

在此基础上，可以总结施工经验、调整施工方案，把握临时支护的安拆时间和二次衬砌的施工时间，全盘考虑施工中可能出现的影响正常施工的情况，提出相应的技术措施。

实现安全、高效、科学、经济的施工效果。

国内的学者针对围堰在施工中的变化规律做了大量的研究。

基于FLAC 3D的软弱夹层隧道施工中围岩稳定性研究

基于FLAC 3D的软弱夹层隧道施工中围岩稳定性研究作者：***来源：《西部交通科技》2023年第07期作者简介：梁裔举（1978—），高级工程师，主要从事公路工程施工管理工作。

摘要：为探究软弱夹层对隧道开挖的影响，文章依托某软弱夹层公路隧道实际工程，运用FLAC 3D有限差分软件建立隧道三维计算模型，模拟全断面法开挖施工全过程，分析开挖过程中隧道围岩和支护结构的变形及受力情况，为隧道设计与施工提供参考。

关键词：隧道施工；软弱夹层；围岩稳定性；FLAC 3D中图分类号：U451+.20 引言随着国民经济的不断上升，公路交通发展迅速，我国隧道事业建设水平也不断增长。

我国地形、地质情况复杂多样，公路隧道建设不可避免地需要穿越地质条件复杂的地带。

软弱夹层作为常见的不良地质，对隧道围岩稳定有极大的影响，围岩变形量大、支护结构因承载力不足发生屈服等问题时常发生，严重时会引发坍塌等重大事故，极大地威胁隧道施工与安全。

因此，进行软弱夹层隧道稳定性分析对于指导隧道开挖施工以及后期防护十分重要。

彭鹏等[1]结合太焦铁路实际隧道工程监测结果，基于模糊决策理论提出加固参数设计方法，结合数值模拟，研究隧道围岩及支护结构的力学响应规律，指导隧道设计与施工。

康海波等[2]利用模型试验研究不同倾角软弱夹层隧道的围岩变形规律，并通过FLAC 3D软件对隧道开挖施工进行模拟，验证模型试验规律。

文海家等[3]基于工程實际，运用FLAC 3D软件对穿越两条软弱夹层隧道的开挖过程进行模拟，对隧道开挖的破坏模式进行深入研究。

石少帅等[4]依托宜巴高速隧道工程实例，针对该区的不良地质，采用FLAC 3D软件模拟不同倾角及位置的软弱夹层对围岩稳定的影响，得出围岩变形及应力分布规律。

郭富利等[5]结合工程实际，考虑软弱夹层与掌子面围岩的不同组合方式，通过室内试验建立软弱夹层隧道围岩的力学模型，揭示软弱夹层围岩变形失稳机理。

昝世辉[6]依托贵广客专实际隧道工程，深入研究了穿越软弱夹层隧道在开挖施工过程中的围岩变形特性、塑性区分布及支护结构力学响应规律，并针对该隧道提出合理的施工建议。

层状岩体地下洞室的Cosserat 理论有限元分析

由于单元体中两层弹模、泊松比不同，为保持各层曲率相同，应力分布沿整个截面不再连续和等梯度（图 3）。
第3期
杨乐等：层状岩体地下洞室的 Cosserat 理论有限元分析
983
展模型退化成仅含一种介质的情况，此时所得系数与文献[5]推导系数近似一致。 2.3 Cosserat 扩展介质的屈服条件对于互层岩体而言，由于考虑两种岩层的体积含量不同而破坏形式不同。当某一种岩层体积含量过小，则可忽略其厚度，仅考虑它的法向和切向刚度，视为文献[2－7]中所研究的各层力学特性相同的层状岩体。因此，这种情况是互层岩体的一种特例。笔者在文中研究的是体积含量较均衡、物理特性不同的互层岩体。若两种岩层的弹模相差较大，相对软岩层会比硬岩层更早出现压剪破坏及弯曲破坏。应用 Mohr-Coulomb 屈服准则，剪切破坏的屈服条件：
，但均没有考虑岩层抵抗弯曲变形
的能力；引入偶应力的 Cosserat 理论却能体现这种特性。 20 世纪 80 年代以来， Cosserat 连续介质理论逐渐被引入岩土工程。国内外学者为验证该理论的有效性、适用场合在数值分析的程序实现方面做了－大量的研究工作[3 6]。结果证明，该理论对于层状岩体具有很好的适用性，能较好地模拟层状岩体顺
2.2
T
;
（1）
Cosserat 扩展介质的弹性本构方程[8] Cosserat 介质扩展模型是指单元体包含了物理
性质不同、厚度不同的材料，且满足假设条件：两种材料的界面黏合性好，无滑动、张开或嵌入（图 2）。考虑相邻两岩层间的细观位移协调，建立宏观平均意义的应力： 1 h/2 c 11 h / 2 11dx2 A 11A B 11B h 1 h/ 2 c 12 h / 2 12 dx2 A 12 A B 12 B h 偶应力：

软弱围岩地下洞室设计及施工技术探讨

软弱围岩地下洞室设计及施工技术探讨摘要：借鉴目前地下洞室常用设计施工方法新奥法，围绕地层介质物理力学参数测试、围岩分级、围岩稳定性分析、结构支护设计、施工工艺、工程安全监测及修正设计等方面介绍软弱围岩地下洞室设计及施工技术。

通过对工程实践基础上的软弱围岩地下洞室设计施工技术探讨，旨在为软弱围岩地下洞室设计及施工提供参考。

关键字：软弱围岩地下洞室围岩稳定性结构设计施工技术Abstract: Learn from the current commonly used design and construction method in underground caverns, the New Austrian Tunneling Method, introducing weak surrounding rock underground cavern design and construction technology around stratum media physical and mechanical properties test, surrounding rock classification, surrounding rock stability analysis, structural support design, construction technology, engineering safety monitoring, amendment design, etc. On the basis of engineering practice, study of the weak surrounding rock underground cavern design and construction technology to provide reference for the weak surrounding rock underground cavern design and construction.Key words: Weak Surrounding RockUnderground CavernSurrounding Rock StabilityStructural DesignConstruction Technique1引言软岩地层一般为泥岩、碳质泥岩、粉砂岩、细砂岩、中砂岩和砾岩，矿物成分为蒙脱石、高岭石,细分散石英、伊利石的组合。

一种考虑围岩非线性软化和剪胀特性的地下洞室分析方法[发明专利]

专利名称：一种考虑围岩非线性软化和剪胀特性的地下洞室分析方法
专利类型：发明专利
发明人：张斌伟,严松宏
申请号：CN201410839576.7
申请日：20141231
公开号：CN104596837A
公开日：
20150506
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了考虑围岩非线性软化和剪胀特性的地下洞室分析方法，采用岩石非线性统一强度理论，根据隧道围岩强度参数随塑性区应变增加而弱化的特点，建立基于Hoek-Brown准则特点的双曲线软化模型，该模型是基于围岩全应力一应变曲线特征，并且经实例验证较好的反应了围岩的非线性特性，将该模型应用于地下工程应变软化围岩的分析，考虑岩体的非线性软化、非关联流动特性和非线性破坏准则，建立地下洞室分析的新方法。

获得了地下洞室的应力，洞室变形及塑性区半径的解。

本发明根据非关联流动法则，考虑了围岩剪胀特性，对于不同塑性模型下围岩变形，应用实例结果说明，对于存在剪胀和应变软化岩土材料，考虑其应变剪胀是安全的。

申请人：张斌伟,严松宏
地址：745000 甘肃省庆阳市西峰区陇东学院土木工程学院
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。

含软弱夹层岩质边坡稳定性分析研究

2、含软弱夹层岩质边坡的稳定性研究
含软弱夹层岩质边坡的稳定性受到多种因素的影响，如软弱夹层的厚度、力学性质、产状，以及边坡的几何形态、应力条件等。研究者们通过实验和理论分析，不断探索这些因素对边坡稳定性的影响。
2、含软弱夹层岩质边坡的稳定性研究
在实验方面，通过现场调研、模型试验、数值模拟等方法，研究者们对含软弱夹层岩质边坡的变形机制、破坏模式、影响因素等进行了深入研究。在理论分析方面，基于极限平衡理论、损伤力学、断裂力学等理论，研究者们提出了多种计算模型和方法，用于评估含软弱夹层岩质边坡的稳定性。
1、软弱夹层岩质边坡的地质条件对其稳定性具有显著影响。夹层的厚度、岩石类型、风化程度等因素均与边坡的稳定性密切相关。
3、加固设计方案往往局限于特定的工程实践
2、实验研究表明，软弱夹层岩质边坡在受到外界载荷作用时，其变形和破坏模式具有明显的非线性特征。
3、加固设计方案往往局限于特定的工程实践
3、数值模拟方法可以较为精确地预测边坡的变形和破坏模式，但对于某些复杂的地质条件，其模型的准确性和适用性仍需进一步探讨。
谢谢观看
针对含软弱夹层岩质边坡的稳定性问题，未来的研究方向将更多地综合防治技术的研究。包括工程设计、施工中的加固措施，以及运营过程中的监测和维护等。通过综合防治技术的研究和应用，能够更好地保障含软弱夹层岩质边坡的稳定性，减少地质灾害的发生。
4、综合防治技术的研究
总结：含软弱夹层岩质边坡稳定性研究是一个涉及多学科交叉的复杂问题。随着科学技术的发展，研究者们将不断深入这一领域的研究，提出更为精确、高效的计算模型和方法。未来，含软弱夹层岩质边坡稳定性研究的发展将更加注重多尺度分析、时间效应的考虑、地球物理探测和机器学习技术的应用，以及综合防治技术的研究和应用。这将有助于更好地解决实际工程中的边坡稳定性问题，保障人类工程活动的安全。

含软弱地层矿体稳定性的影响因素分析

含软弱地层矿体稳定性的影响因素分析余浩（广东省地质局第三地质大队，广东　韶关　５１２０２６）摘要：为深入研究影响含软弱夹层岩质边坡的稳定性因素，分别对常见的水平、顺倾、反倾软弱夹层边坡进行稳定性分析。

研究结果表明，三种软弱夹层岩质边坡安全性随着软弱夹层厚度增大而降低；软弱夹层越接近坡脚，发生破坏的可能性越大；随着顺倾软弱夹层倾角的变化，顺倾层状岩质边坡边坡安全性随倾角基本平稳，而反倾层状岩质边坡边坡安全性呈现出逐渐减小，后突然增大的趋势，在倾角为２５°时安全系数最低。

所得结论对于今后类似工程具有重要参考和借鉴价值。

关键词：含软弱夹层边坡；影响因素；稳定性中图分类号：ＴＵ４５文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０２０）２２－０２０４－２Analysis of influencing factors on stability of ore body with weak strataYU Hao（Ｔｈｅ　Ｔｈｉｒｄ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｂｒｉｇａｄｅ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，　Ｓｈａｏｇｕａｎ　５１２０２６，Ｃｈｉｎａ）Abstract:　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｄｅｅｐｌｙ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｓｌｏｐｅ　ｗｉｔｈ　ｗｅａｋ　ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ，　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｍｍｏｎ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ，　ｃｉｓ－ｄｉｐ　ａｎｄ　ａｎｔｉ－ｄｉｐ　ｗｅａｋ　ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ　ｓｌｏｐｅｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．　Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｗｅａｋ　ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ　ｒｏｃｋ　ｓｌｏｐｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｅａｋ　ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｌｏｓｅｒ　ｔｈｅ　ｗｅａｋ　ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ　ｉｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆｏｏｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｌｏｐｅ，　ｔｈｅ　ｇｒｅａｔｅｒ　ｔｈｅ　ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｆａｉｌｕｒｅ．　Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｐ　ａｎｇｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｏｗｎｄｉｐ　ｗｅａｋ　ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ，　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｉｓ－ｄｉｐ　ｌａｙｅｒｅｄ　ｒｏｃｋ　ｓｌｏｐｅ　ｉｓ　ｂａｓｉｃａｌｌｙ　ｓｔａｂｌｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｉｐ　ａｎｇｌｅ，　ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｎｔｉ－ｄｉｐ　ｌａｙｅｒｅｄ　ｒｏｃｋ　ｓｌｏｐｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅｓ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ａｂｒｕｐｔｌｙ．　Ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｆａｃｔｏｒ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｓｔ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｄｉｐ　ａｎｇｌｅ　ｉｓ　２５°．　Ｔｈｅ　ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　ｈａｓ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｖａｌｕｅ　ｆｏｒ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ．Keywords: ｓｌｏｐｅ　ｗｉｔｈ　ｗｅａｋ　ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ；　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ；　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ软弱夹层是具有强度低和弹性模量低的一种软弱结构层，岩质边坡在内力和外力的作用下通常沿着软弱夹层出现滑动[1]。

软弱围岩隧道开挖的有限元模拟

软弱围岩隧道开挖的有限元模拟
王良;刘元雪
【期刊名称】《重庆理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2005(019)008
【摘要】采用非线性有限元数值模拟的方法,对软弱围岩隧道施工进行了数值分析.利用大型通用软件ANSYS提供的单元生死功能和隐式蠕变方程,就隧道上下台阶法施工作业方式进行了二维弹-粘塑性分析,并进行模拟,所揭示的规律能为工程施工提供依据和指导.
【总页数】4页(P104-106,112)
【作者】王良;刘元雪
【作者单位】解放军后勤工程学院,建筑系,重庆,400041;解放军后勤工程学院,建筑系,重庆,400041
【正文语种】中文
【中图分类】TU311.41
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

铁路隧道施工中围岩变形监控量测安全管理措施

铁路隧道施工中围岩变形监控量测安全管理措施摘要：我国交通行业和我国经济水平发展十分快速，盾构隧道穿越既有高速铁路的案例越来越多。

许多学者对盾构隧道下穿高速铁路的变形特征以及变形传递进行了研究。

铁路隧道工程为背景，利用有限元方法研究发现地铁与高速铁路隧道垂直距离及地铁施工顺序对既有高速铁路隧道的变形有显著影响。

结合理论方法、数值模拟方法及实测数据对比，目前研究主要针对隧道结构与轨道本身的变形，对于变形在隧道与轨道之间的传递规律研究较少。

伴随着越来越多下穿高速铁路工程的出现，对于下穿施工条件下结构与轨道自己的变形差异甚至明显脱空的变形特征是需要着重研究的问题。

分析盾构下穿高速铁路结构的变形特征与规律，并针对不同地层、不同结构形式、不同轨道板型式进行参数敏感性分析，总结下穿引起的沉降变形在结构与轨道之间的传递规律以及影响因素，为盾构下穿高速铁路既有结构工程提供理论支撑和指导。

关键词：铁路隧道；围岩变形；监控量测引言隧道进口段以缓倾的砂岩、粉砂岩层为主,局部含有软弱煤线夹层。

砂岩的单轴抗压强度范围为16.5~60.9MPa,均值为37.24MPa,局部来看不完全属于软弱围岩。

但由于围岩内煤线夹层、节理、层理的存在弱化了围岩的整体强度,改变了地层结构。

一般情况下,层状围岩的各向异性较为显著,这与围岩实测数据反映的规律一致。

倾缓层状围岩在水平应力为主的高地应力作用下具有强烈的弯曲变形趋势,开挖后隧道洞周主应力方向转变为垂直于层理方向,岩层易沿着软弱结构面相互错动。

相对软弱的岩层破坏后,其承担的荷载将逐步转移至支护结构上,造成衬砌结构向上凸起或损伤,宏观上表现为隧道底部隆起、围岩变形较大。

可见,小相岭隧道下伏围岩倾缓、含软弱夹层、平直节理的结构为大变形的产生孕育了条件。

1监控量测的目的围岩变形监控量测是铁路隧道喷锚支护设计和施工环节必不可少的组成部分，施工人员需要以围岩变形监控量测的数据为参考，对施工方案的合理性进行校验，并根据量测结果灵活调整施工参数，以保证施工质量。

地下洞室开挖与支护有限元分析

地下洞室开挖与支护有限元分析摘要：建筑体地下洞室开挖和支护这一施工，并不是一项简单的单一过程，它是由很多步骤综合组成的，是一个相对复杂的，前后施工过程有机相连的复杂过程。

因为建筑体地下洞室开挖和支护是一个地下的建筑工程，在这个施工过程中，地下建筑的结构一直处于被加载和卸载的多元变化过程中。

由于建筑体地下洞室开挖的特征，我们可以看出这些施工过程是具有差异性的，进行开挖的顺序也具有一定的差异。

本文对建筑体地下洞室开挖和支护过程进行了有限元的分析，并针对不同支护措施进行了研究分析，以求得到一些对于建筑体地下洞室开挖和支护方面的指导性建议。

关键词：地下洞室；开挖；支护；有限元分析1、前言我国建筑体地下洞室开挖和支护是一个多过程的复杂过程，每一个建筑体地下洞室开挖和支护步骤都是前后相连的，前面的过程步骤会对后面的施工过程产生较为显著的影响。

在一定条件下改变建筑体地下洞室开挖和支护的过程和步骤可能会使得整个工程会更加稳定和稳固，但是如果存在不合理的建筑体地下洞室开挖和支护过程步骤，可能会使得地下工程岩土空间变得不稳定，从而影响建筑结果。

在一定复杂的工程条件下，简单的工程类比可能是难以满足建筑体地下洞室开挖和支护的开发目标的，因此有必要借助有限元的计算方法，不断选择合理的方式，如力学模型等进行模拟，并确定最终的建筑体地下洞室开挖和支护过程。

2、建筑体地下洞室开挖计算方案及材料特性分析2.1 建筑体地下洞室开挖之材料物理力学参数分析对于不同的地下洞室，其地下结构等很多方面都是具有差异性的，我们需要针对不同的地下结构进行不同的物理力学参数分析。

例如我国沉砂池洞室围岩就是一种较为稳定的模型，这种模型较为均衡和完整。

研究人员会采取一定的标准对其进行专业判断，然后才针对其进行有限元分析，为了消除其中一些数据或材料给分析带来的不便，研究人员会采用较为灵活的参考标准与材料参数。

2.2 建筑体地下洞室开挖之初始地应力场分析在进行初始地应力场进行分析时，我们会注重从不同的方向对岩体自重进行较为谨慎的考虑。