高地应力环境下引水隧洞软弱围岩稳定性分析
深埋水工隧洞地应力特征及围岩稳定性分析
深埋水工隧洞地应力特征及围岩稳定性分析深埋水工隧洞地应力特征及围岩稳定性分析随着经济的发展和城市化进程的推进，地下空间的利用越来越广泛。
深埋水工隧洞作为地下空间的一种重要形式，广泛应用于交通、水利、能源等领域。
然而，在进行深埋水工隧洞的设计和施工过程中，地下岩体受到的地应力变化和围岩的稳定性问题是不可忽视的。
本文将对深埋水工隧洞地应力特征及围岩稳定性进行分析和探讨。
首先，我们需要了解地下岩体的地应力特征。
地应力是指地下岩体受到地球重力和地壳运动作用下所受到的应力状态。
地下岩体受到的地应力主要有三种形式：地质应力、构造应力和工程应力。
地质应力是由地球重力造成的，主要取决于重力加速度和地下岩体的密度。
构造应力是由地壳运动造成的，主要取决于构造应力场的性质和构造应力的方向。
工程应力是由人类活动引起的，主要有施工工艺、荷载和地下水压力等因素影响。
针对深埋水工隧洞的地下岩体，其地应力特征主要由地质应力和工程应力共同决定。
地质应力主要受到岩层的厚度、密度和地球重力的影响。
在深埋水工隧洞的设计和施工过程中，需要根据具体的地质条件和工程要求，合理调整隧洞的埋深、断面形状和支护结构，以减小地应力的影响。
同时，工程应力也需要进行合理的评估和控制，以确保岩体稳定和施工安全。
在实际工程中，通常采用传统的光弹性变形测量法、松弛法和水平竖直应力停放法等手段进行地应力的测量和分析。
其次，围岩的稳定性是深埋水工隧洞设计和施工过程中需要重点关注的问题之一。
围岩的稳定性主要指的是隧洞周围岩体在受到地应力和其他外力作用下的整体性和稳定性。
围岩的稳定性直接影响着隧洞的使用寿命和安全性。
因此，在进行深埋水工隧洞的设计和施工过程中，需要进行围岩的稳定性分析和评估。
围岩的稳定性分析主要从两个方面进行：一是围岩的破坏特征分析，二是围岩的稳定性评估。
围岩的破坏特征分析主要研究围岩的开裂和破碎现象，以及岩体的变形和位移。
通过分析围岩的破坏特征，可以确定围岩的强度和稳定性，为隧洞的设计和施工提供参考依据。
高地应力区隧洞围岩稳定性分析
河海大学硕士学位论文高地应力区隧洞围岩稳定性分析姓名：***申请学位级别：硕士专业：水工结构工程指导教师：***20060301第三章锦屏隧洞工程区初始荷载分析水压力达１０．２２ＭＰａ；长探洞埋深１８４３ｍ处实测最大主应力值达４２．１ｌＭＰａ。
由于探洞未深入至最大埋深处，预计最大埋深处的外水压力和最大主应力值将更大、涌水问题更突出。
如此高外水压力和高地应力作用下的深埋隧洞的建设国内外水电建设中尚无先例，这给引水隧洞的设计和施工提出了巨大挑战。
为此我们对锦屏二级水电站引水发电隧洞进行数值模拟，力求为施工和运行提供安全可靠的依据。
下图为锦屏工程区三维立体图。
图３－１锦屏工程区三维立体图§３．２隧洞工程区初始地应力场分析３．２．１初始应力场反演分析方法锦屏隧洞工程区在前期勘测及辅助洞施工过程中，同－Ｎ点处采用三种不同的测量方法，测得的地应力值均不一致，这就要求必须对其进行分析来确定最终的取舍。
由于该测点埋深４６３ｍ，根据盯：＝ｍ计算得到由自重产生的铅直方向的应力约为１２ＭＰａ，因为垂直向应力主要由自重产生，故可以初步判断水压致裂法测出的结果比较接近实际；再次，可以结合区域应力场的分布规律来分析，我们知道在岸坡附近最大主应力的方向近似平行于岸坡方向，因此可以断定水压致裂法测量的结果比较准确。
根据地质力学分析，初始地应力场主要是由自重应力场和构造应力场迭加而成的。
将自重、构造应力分量分别作为不同工况进行三维弹性有限元计算，在各工况计算中，均模拟实际工程的地形条件、地质条件。
以实测应力点处各工况的有限元计算应力值作为自变量，测点应力回归值为因变量进行回归计算１３８】。
多元线性回归方程为：河海大学硕士学位论文为建模边界条件。
垂直方向取３３５ｍ。
模型上边界高程为１７８５ｍ，下边界高程为Ｉ４５０ｍ。
由于引水隧洞共有四条，且有两条辅助洞，因此建模应该考虑隧洞群均不受边界条件的影响ｆ５０Ｊ，在水平方向取６６０ｍ。
高地应力区断层带隧道围岩稳定性分析
图 ２ 数值 分 析模 型 示 意 图
— 一 ｕ 一 ｘ 左边墙 —ｏ— Ｕ ｙ 左拱肩 — ｕ 一 顶 ｘ一 一 ｙ拱
１． ３ ８ ４ ｍｍ、 ０ ８ ｍｍ 和 ２ ． ３ ２． ６ ３ ０ ｍｍ。
图 １ 断层 带示意图
ｊ Ｕ
２Ｏ －
１Ｏ
—
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０ —２０ — ０ 日 １ １Ｏ
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断层 中心距 开挖掌子 面的距离 ／ ｍ
维普资讯
２０ ０８年第 ３ 期
・
西 部探 矿工 程
１５ ３
隧 道 工程 ・
高地应力 区断层带隧道 围岩 稳定性分析
李 晓东
（ 中铁 十九局 集 团第 二工程 有 限公 司， 宁 辽 阳 １ １０ ） 辽 １０ ０
摘 要： 采用三维弹塑性有限元数值模拟 ， 对高地应力区某深埋隧道通过断层带的开挖过程进行 了分 析。重点研究了断层带隧道拱顶 、 拱肩及边墙围岩的位移、 应力、 屈服接进度等随施 工步的变化规律 ， 为 隧道 优化 设计和 施 工提 供 了参 考依 据 。 关键词 ： 隧道 ； 断层带； 围岩稳定性 ； 数值模拟 中图分类号 ： ４ ６１ 文献标识码 ： 文章编号：０ ４ ７６ ２０ ）３ １５ ３ Ｕ ５． Ｂ １０—５１ （Ｏ８０ —０ ３—０ 我国山区高速公路建设蓬勃发展 ， 所遇到的地质条 件越来越复杂 ， 如高地应力 、 岩溶 、 断层破碎带、 涌突水 等， 对这些不 良 地质条件预先做出分析和预测 ， 对隧道 优化设计 和安全 施工具 有 重要 的意义 。基 于正 确 、 理 合 的地质结构模型的数值模拟 ， 是分析、 预测不 良地质条 件的有效 途径之 一 。 目 前对断层破碎带隧道施工力学的研究较少 。本 引 数值分析范围 ｘ ｚ—ｌＯ Ｏ ｍ（ ｙ ｌｍＸｌ ｍＸ４ Ｘ方 向 Ｏ ０ 为 横通道 中心线 方 向 ， Ｙ方 向为重 力 方 向 ， Ｚ方 向为 主 隧道中心线方向） 满足有 限元分析要求。模型初始划 ， 分单 元 ８ ６ ， 点 ３ ２４ 最 后 模 型 单 元 ７５ ， 点 ８６节 ８３ ￣ ９６ 节 ３０ ４ ５ ５ 个。模型边界 Ｘ方 向位移面约束 ， 向位移面 Ｚ方 约束 ， Ｙ负方向底部边界位移面约束 ， 正方向上覆地层
隧道工程中的地应力与围岩稳定性研究
隧道工程中的地应力与围岩稳定性研究隧道工程中的地应力与围岩稳定性研究隧道工程是现代交通和城市建设中不可或缺的一部分，而地应力与围岩稳定性是隧道工程设计和施工过程中必须要考虑的重要因素之一。
地应力是指地下岩体或土体受到的内外力的作用，它是岩体或土体稳定性的重要指标之一。
而围岩稳定性是指隧道围岩在地应力作用下的稳定性能。
地应力的研究是为了确定隧道设计和施工过程中围岩的稳定性，以及预测隧道运营中可能出现的岩体变形和破坏。
地应力的大小和分布受到多种因素的影响，包括地下水位、地下岩体的性质和构造、地下岩层的变形和破裂等。
因此，对地应力的准确测量和预测是进行隧道设计和施工的重要前提。
地应力的测量通常使用应变计、应变片和压力计等设备进行。
这些设备可以测量地下岩体中的应力大小和分布，从而为隧道设计和施工提供可靠的数据。
此外，还可以通过数值模拟方法对地应力进行预测。
数值模拟方法可以模拟地下岩体中的应力分布，根据不同的地下岩体特征和地下水位等参数进行模拟计算，从而获得地应力的分布情况。
围岩稳定性是指隧道围岩在地应力作用下的稳定性能。
围岩稳定性的研究是为了确定隧道设计和施工过程中围岩的稳定性，以及预测隧道运营中可能出现的岩体变形和破坏。
围岩稳定性的评价通常包括围岩的强度、围岩的变形和岩体的破坏等指标。
围岩的强度是指围岩抵抗外界应力的能力，而围岩的变形是指围岩在地应力作用下发生的变形情况，岩体的破坏是指围岩在地应力作用下发生的破坏情况。
围岩稳定性的研究通常采用实验室试验和现场观测相结合的方法。
实验室试验可以模拟地下岩体中的应力作用，通过测量围岩的强度和变形等参数，从而对围岩的稳定性进行评估。
现场观测可以直接观察地下岩体的变形和破坏情况，通过测量岩体的裂缝和位移等指标，从而对围岩的稳定性进行评估。
地应力与围岩稳定性的研究对于隧道工程的设计和施工具有重要意义。
通过准确测量和预测地应力的大小和分布，可以为隧道设计和施工提供可靠的数据，以确保隧道工程的安全性和稳定性。
层状岩体引水隧洞围岩稳定性分析及分级中结构面产状评分细化
层状岩体引水隧洞围岩稳定性分析及分级中结构面产状评分细化层状岩体引水隧洞围岩稳定性分析及分级中结构面产状评分细化引言：随着经济的发展和城市化进程的加速，水资源日益显得稀缺和宝贵。
为了解决这一问题，设计和建设水利工程成为一项重要任务。
而在水利工程中，隧洞是常用的工程形式之一，尤其在山区地区。
然而，由于土地资源的限制，这些山区地区常常会面临岩石较多的地质条件，因此，对层状岩体引水隧洞围岩稳定性进行细致的分析和评估是必不可少的。
一、层状岩体引水隧洞围岩特征分析层状岩体指的是具有平行或近于平行的岩石层面的构造。
由于层状岩体中的层面相互之间的连接性较弱，因此围岩的稳定性常常受到影响。
而在水利工程中，岩层的稳定性对于隧洞工程的安全运行至关重要。
因此，对层状岩体引水隧洞围岩的特征进行详细分析是十分必要的。
二、围岩稳定性分析方法及评分细化1. 岩石力学参数测试：通过对层状岩体引水隧洞围岩中各岩层的力学参数进行测试，例如抗压强度、抗拉强度、变形模量等，以了解围岩的强度特性。
2. 结构面产状评估：结构面是岩石中存在的断裂、节理等裂隙，是岩体破坏的主要破坏面。
通过对围岩中结构面的产状和数量进行评估，可以判断围岩的稳定性。
3. 岩体应力分析：通过岩体应力分析，掌握岩体内部应力状况，预测和评估围岩的破坏机理和变形规律，为隧洞施工提供理论依据。
4. 数值模拟分析：借助计算机软件，通过对层状岩体引水隧洞围岩进行数值模拟分析，可以模拟围岩在不同泄水条件下的变形和破坏情况，提供实际工程情况下围岩稳定性的预测和评估。
三、结构面产状评分细化结构面产状评分是对结构面进行定量评估的方法，可以用于辅助围岩稳定性分析。
根据结构面的产状特征，可以判断其对围岩稳定性的影响程度，并相应地给予评分。
评分细化可以更准确地评估结构面的危害性，为工程建设提供更有针对性的措施。
1. 结构面产状评分参数：(1) 结构面倾角：倾角较大的结构面具有较大的破坏倾向性，给予较高的评分。
隧洞围岩稳定性分析
总752期第十八期2021年6月河南科技Journal of Henan Science and Technology隧洞围岩稳定性分析任婧婧郑恒祥（华北水利水电大学，河南郑州450045）摘要：隧洞作为水利工程中重要的水工建筑物，其围岩稳定性在整个工程中至关重要。
因此，总结地下洞室围岩稳定性研究分析方法，分析不同支护类型对围岩稳定性的影响，并对不同支护时机选择方法做出评判，从而为以后隧洞的开挖施工和支护提供参考。
关键词：围岩稳定性；分析方法；强度折减法中图分类号：U451.2文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）18-0082-03Stability Analysis of Tunnel Surrounding RockREN Jingjing ZHENG Hengxiang（North China University of Water Resources and Electric Power，Zhengzhou Henan450045）Abstract:As an important hydraulic structure in hydraulic engineering,the stability of surrounding rock of tunnel is a crucial issue in the whole project.This paper summarizes the research and analysis methods of the stability of sur⁃rounding rock of underground tunnel,and evaluates different supporting timing selection methods.It provides a refer⁃ence for the excavation and support of tunnel in the future.Keywords:surrounding rock stability；analysis method；strength reduction在地下洞室的稳定性研究中，围岩是否稳定和支护结构是否安全通常是研究的重中之重。
围岩稳定性论文：高地应力公路隧道施工围岩稳定性研究
围岩稳定性论文：高地应力公路隧道施工围岩稳定性研究【中文摘要】基于围岩稳定性理论，详细分析了影响高地应力区公路隧道围岩稳定性的因素，进而对高地应力区公路隧道围岩稳定性主要影响因素进行量化分析，并针对高地应力隧道施工引起围岩应力集中与变形过大问题采取合理的卸压支护措施进行数值模拟研究，为高地应力区公路隧道设计与施工提供科学的理论依据。
本文研究的主要成果如下：1.从高地应力定义、单元类型、网格划分、边界条件、围岩破坏模式、模型参数等方面入手，建立高地应力公路隧道数值模型，对数值模型进行验证，并提出本文计算流程。
2.依据围岩稳定性理论，通过数值模拟方法，针对围岩的强度、隧道埋深、跨度、侧压力系数、断面形式、高跨比等因素在高地应力隧道施工过程中对围岩稳定性影响有所不同，建立数值分析模型，对围岩稳定性的影响因素进行了分析。
得出围岩强度、埋深、跨度是影响高地应力隧道围岩应力与变形的主要因素，同时侧向压力系数、高跨比对高地应力隧道围岩应力与变形也具有一定的影响，断面形式的变化对围岩应力与变形影响较小。
3.通过数值模拟，对高地应力公路隧道施工影响围岩稳定性的主要因素进行量化分析，得到了围岩应力与变形的影响规律及量化公式，并用数值模拟结果对量化公式进行比较，分析可以应用于高地应力隧道施工估算最大围岩应力与变形。
4.针对隧道施工后围岩应力集中与变形过大，采取卸压槽法、钻孔卸压法、衬砌选择、锚杆布置等卸压支护措施。
通过数值模拟分析，效果明显，为实际高地应力隧道工程设计与施工提供科学的理论依据。
【英文摘要】Based on the theory of the stability of surrounding rock, the paper had analyzeddetailedly the factors of influencing high ground stress surrounding rock’s stabilityand then had a quantitative analysis in allusion to Several larger factors of influencinghigh ground stress surrounding rock’s stability and took reasonable dischargingpressure support measures according to the problems of high ground stressconcentration and large deformation in surrounding rock tunnel construction, thatprovided certain theoretical basis for high geostress tunnel construction. This paperstudies the main work was as follows:1. From the high geostress definition, types, grid partition, unit boundary conditions,wall rock failure mode, model parameter and teaching,a high geostress highwaytunnel numerical model was established , the numerical model was validated, and itput forward the calculation procedure in this paper.2.According to the stability of surrounding rock of theory and through numericalsimulation method ,it set up a large amount of numerical model to analyze affect ofsurrounding rock stress anddeformation in the process of tunnel excavation and itcontrasted that the influence weights of various factors on account of parameters ofsurrounding rock, tunnel buried depth, tunnel hole diameter and the lateral pressurecoefficient, tunnel profile form as well as depth-span ratio six factors change in theprocess of the surrounding rock tunnel construction to lead to the deformation andstress of the surrounding rock were different forms. It draw that the strength of surrounding rock, buried depth, span were the main factor on high ground stresssurrounding rock stress and deformation and lateral pressure coefficient, high crossthan also had a certain effect for high geostress surrounding rock stress anddeformation, the form changes of the section of surrounding rock was smallinfluence on stress and deformation.3.Through numerical simulation, it quantitatively analysis the main factors of theinfluence on the stability of surrounding rock In the high geostress highway tunnelconstruction process.It obtained quantitative formula and the influence law of thesurrounding rock stress and deformation, and numerical simulation results of thequantized formulas for comparison and analysis could be applied to highgeostresstunnel construction surrounding rock stress and deformation of the largest estimate.4. For tunnel construction surrounding rock stress concentration and deformation aftertoo large, took discharging pressure trough method, borehole discharge pressure,lining selection, such as anchor arrangement discharging pressure supportmeasures.through numerical simulation, the effect was obvious, it provide thescientific theory for actual high geostress tunnel engineering design and construction.【关键词】围岩稳定性高地应力变形因素规律卸压支护【英文关键词】the stability of surrounding rock High geostress Deformation Factors The rule Discharging pressure support【目录】高地应力公路隧道施工围岩稳定性研究摘要5-6ABSTRACT6-7第一章绪论10-19 1.1 课题研究的目的和意义10 1.2 国内外研究现状10-15 1.2.1 围岩稳定性发展现状10-13 1.2.2 高地应力隧道卸压支护措施研究现状13-15 1.3 研究的主要内容15-16 1.4 研究方法与技术路线16-17 1.4.1 研究方法16-17 1.4.2 技术路线17 1.5 研究的重点和难点17-19第二章高地应力公路隧道数值模型建立19-28 2.1 高地应力的定义19-20 2.2 单元类型、网格划分及边界条件20-21 2.2.1 单元类型的选取20-21 2.2.2 模型维度和网格的选取21 2.2.3 边界条件21 2.3 围岩破坏模式选取21-23 2.4 模型验证参数选取23 2.5 模型验证23-26 2.6 计算流程26-27 2.7 本章小结27-28第三章高地应力公路隧道施工围岩稳定性量化分析28-55 3.1 引言28 3.2 影响围岩稳定性因素分析28-40 3.2.1 围岩强度28-33 3.2.2 隧道埋深33-34 3.2.3 隧道跨度34-35 3.2.4 侧向压力系数35-36 3.2.5 隧道断面形式36-38 3.2.6 高跨比38-40 3.3 围岩稳定性量化分析40-53 3.3.1 数值方案设计40-43 3.3.2 隧道埋深 H 影响量化分析43-44 3.3.3 隧道跨度 D 影响量化分析44-47 3.3.4 围岩强度影响量化分析47-49 3.3.5 侧向压力系数影响量化分析49-52 3.3.6 高跨比影响量化分析52-53 3.4 本章小结53-55第四章高地应力公路隧道卸压支护措施的数值分析55-89 4.1 引言55-56 4.2 卸压支护方案设计56-57 4.2.1 卸压支护措施选取56 4.2.2 围岩参数与地层条件选取56-57 4.3 卸压数值模拟57-80 4.3.1 卸压措施57-58 4.3.2 卸压槽法数值模拟58-74 4.3.3 钻孔卸压法数值模拟74-80 4.4 支护数值模拟80-87 4.4.1 支护措施选取80-81 4.4.2 支护模拟81-87 4.5 本章小结87-89结论与展望89-91结论89-90展望90-91参考文献91-95致谢95-96附录96。
软岩隧道围岩稳定性与塌方处置措施分析的开题报告
软岩隧道围岩稳定性与塌方处置措施分析的开题报告一、选题背景软岩隧道作为地下交通工程的重要组成部分，隧道围岩的稳定性及塌方处置问题一直是工程建设中亟需解决的难点之一。
软岩隧道围岩较为松散，容易发生塌方现象，一旦发生隧道塌方等安全事故，将直接影响建设进度和人员安全。
当前，国内外针对软岩隧道围岩的稳定性及塌方处置问题已有一定的研究，但由于不同地区地质条件和工程实际情况的差异，软岩隧道围岩稳定性及塌方处置仍需要继续深入研究。
基于以上背景，本文拟对软岩隧道围岩稳定性及塌方处置进行深入探讨，以期为工程建设提供有力的支持。
二、研究目的本文旨在通过分析软岩隧道围岩稳定性及塌方处置问题，探讨以下目的：1.分析软岩隧道围岩稳定性受何因素影响；2.分析软岩隧道围岩稳定性评价的方法及指标；3.分析软岩隧道围岩塌方处置的方法及技术；4.提出软岩隧道围岩稳定性及塌方处置的解决方案。
三、研究内容本文主要研究内容如下：1.分析软岩隧道围岩的产状、力学特性及变形规律；2.分析软岩隧道围岩稳定性受何因素影响；3.总结软岩隧道围岩稳定性评价的方法及指标；4.分析软岩隧道围岩塌方形态、原因及处置方法；5.总结软岩隧道围岩塌方处置技术；6.提出软岩隧道围岩稳定性及塌方处置的解决方案。
四、研究方法本文将采用以下研究方法：1.文献综述法：对软岩隧道围岩稳定性及塌方处置相关文献进行搜集、整理、分类、分析和总结，为本文研究提供理论依据和实证数据。
2.现场调查法：通过实地走访、现场勘查等方式获取软岩隧道围岩的实际情况，为本文研究提供实际数据和参考依据。
3.数值模拟法：运用有限元分析软件对软岩隧道围岩稳定性进行模拟分析，为本文研究提供定量分析数据。
五、研究意义本文的研究结论将对软岩隧道的工程建设、设计及施工具有重要促进作用。
具体如下：1.对软岩隧道围岩的稳定性、塌方形态和处置方法提供科学、全面的分析和总结，为工程建设提供有力的保障。
2.为软岩隧道的设计、施工及隧道围岩风险预防提供有益的经验和参考。
高地应力特长大断面隧洞围岩稳定监测与分析
１ 实例 工程 概况
锦屏二级水 电站 引 水隧 洞 长达 １ ．７ ｋ 断 面直 径 为 ６ ６ ｍ， １ 穿越 锦屏山主峰 山体 ， ３ｍ， 洞群 沿线 上覆 岩体最 大埋 深约
为 ２５ ５ｍ， ２ 岩爆 频 繁 。 因 隧 洞 地 质 条 件 、 埋 深 、 地 应 力 大 高 和岩爆等内部因素和钻爆法施工动 力干扰等外 部因素影 响 ， 隧 洞 开 挖 后 嗣 岩 稳 定 与 安 全 受 到极 大 考 验 。所 以 ， 水 电站 对
下， 隧洞会产生 大变形 ， 即使 是在初期 支护 的作 用下， 净空收敛的量值和速率在测试初 期也是很 大 ： 隧洞开挖
效 应 对 左 右 边 墙 锚 杆 的 轴 力 变化 影 响 较 大 ， 对拱 顶锚 杆 的 轴 力 变 化 影 响 较 小 ； 室 开 挖 侧 墙 水 平 应 力释 放 而 洞
振 弦并测 量其振动频率 ， 频率 信号经电缆传 输至数据 采集系
统 ， 经 过 换 算 得 到 锚 杆 应 力 的 变 化 。根 据 断 面 监 测 要 求 ， 再 分 别选 用 １ 、 点 ２点 、 等 不 同 点 数 的 锚 杆 应 力 计 ， ３点 以监 测 不 同部 位 锚 杆 结 构 应 力 随 开 挖 和 支 护 时 问 变化 的 规 律 。
容 易导致 高边墙 产生片帮 、 落， 剥 在开挖时应加强 高边墙 的位移和应 力监 测， 时进行 支护 。 适
【 关键词 】 隧洞 工程 ； 测与分析 ； 监 围岩稳 定 ； 高地应 力； 大断面 【 中图分类 号】 Ｕ ５． １ ４６３ 【 文献标识码 】 Ｂ
另 外 ， 断 面监 测 要 求 分 别 布 置 ３点 、 按 ４点 、 等 不 同 ５点
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施 Ｔ技术 与测 量技 术
高地应力软岩隧道围岩压力研究和围岩与支护结构相互作用机理分析
高地应力软岩隧道围岩压力研究和围岩与支护结构相互作用机理分析高地应力软岩隧道围岩压力研究和围岩与支护结构相互作用机理分析隧道工程建设中，软岩地层是常见的地质条件之一。
其中，高地应力软岩隧道对围岩压力和支护结构设计提出了更高的要求。
因此，研究高地应力软岩隧道围岩压力和围岩与支护结构相互作用机理具有重要意义。
一、高地应力软岩隧道围岩压力研究高地应力软岩隧道围岩压力主要与围岩的地质背景、地应力特征相关。
软岩的应力特点是在地质演化过程中长期受到地壳运动的作用，形成了较高的地应力。
软岩隧道开挖过程中，地应力释放导致围岩应力分布发生变化。
因此，研究高地应力软岩隧道围岩压力变化规律有助于合理控制围岩变形和支护结构设计。
针对高地应力软岩隧道的围岩压力研究，目前主要采用数值模拟、现场监测和物理模型试验等方法。
数值模拟采用有限元方法，模拟软岩隧道开挖过程中围岩应力变化规律。
现场监测通过安装应力计、位移计等进行实时监测，获取隧道施工前后围岩的应力变化数据。
物理模型试验则通过建立软岩隧道模型，模拟实际隧道施工条件下的应力分布情况。
研究结果表明，高地应力软岩隧道围岩压力受到地应力的控制，压力分布规律主要表现为：1）开挖正面附近围岩应力较为集中，呈现出一个高压区，超过了软岩的强度，容易形成开挖面破坏；2）隧道两侧围岩应力较小，随着开挖面的扩大，围岩应力逐渐下降；3）隧道顶部应力较大，但不如开挖正面附近的围岩应力集中。
此外，高地应力软岩隧道围岩压力还受到隧道几何形状和地层变形特征等因素的影响。
二、围岩与支护结构相互作用机理分析高地应力软岩隧道的支护结构设计需要考虑围岩与支护结构之间的相互作用。
围岩与支护结构的相互作用机理主要包括：围岩的初始应力分布、围岩的变形特性、支护结构的刚度和应变分布等。
首先，围岩的初始应力分布对支护结构的影响较大。
高地应力软岩隧道的围岩初始应力较大，存在一定的势能。
支护结构的施工过程中，会产生一定的位移，进而改变围岩的应力分布。
水电站引水隧洞围岩稳定性研究
水电站引水隧洞围岩稳定性研究摘要：水电站修建过程中，隧道洞口的开挖不可避免的会涉及到工程围岩稳定性问题，确保开挖后围岩的稳定性，不仅对工程修建的可行性决策起到控制作用，而且对节约工程投资，提高工程质量有重要意义。
以工程实例，通过构建地质模型，获得岩体参数，建立计算模型，对水电站引水隧道围岩的稳定性进行研究和评价，为以后的水电站建设提供重要基础。
关键词：水电站引水隧道围岩稳定性1 引言21世纪，水利水电建设得到蓬勃发展，而水电站建设往往需要开挖地下隧洞，围岩稳定与否，直接影响到工程设计及施工管理，因此对引水隧洞围岩的稳定性研究具有十分重要的意义，因为围岩处于一种非常复杂的地质环境中，岩体的坚硬程度、断层的分布及其力学特性、各节理组的特征、埋深及初始地应力的大小和分布特点、地下水及开挖和支护的方案及顺序等，都是影响围岩稳定性的重要因素。
而且随着大型水利水电建设的蓬勃发展，引水隧洞的尺寸越来越大，对其稳定性的要求也越来越高，同时由于影响洞室稳定性的各种地质条件的复杂性和难以预测性，使得引水隧洞围岩稳定性评价成为地下工程中的主要问题。
2 隧洞围岩稳定性分析的原理在水电站引水隧洞开挖后，出现了开挖临空面，导致洞室周边的岩体失去原有支撑，围岩体内部由于原始应力场失去平衡、复杂的岩体结构和地应力等诸多因素的作用，就有可能形成不同规模的不稳定块体向洞内塌落，且水电站隧洞围岩局部失去稳定主要是由于围岩体内的各类结构面与洞室临空面组合不利所构成的不稳定块体的掉落和塌滑所造成的，因此，结构面与隧洞临空面的组合形式是决定围岩局部稳定性的关键因素，它直接威胁工程的施工以及洞室的安全和稳定。
由此，在洞室施工前，采用适当的分析方法，预测隧洞围岩可能形成的不稳定块体的形态、规模及其稳定性，为洞室围岩的施工安全以及支护处理措施提出建议方案具有重要的意义。
flac3d是美国itasca 咨询集团公司开发的三维快速拉格朗日分析程序。
软岩隧道围岩稳定性分析
软岩隧道围岩稳定性分析随着现代社会交通建设的不断发展，越来越多的地下隧道被建造出来，为我们的生产和日常生活提供了更加便利的交通运输工具。
而隧道建设过程中，对隧道围岩的稳定性分析和评估则显得尤为重要。
其中，软岩地质条件下的隧道围岩稳定性分析更是需要引起我们的高度重视。
隧道围岩的稳定性问题一直是引起人们关注的热点问题，而在各种围岩类型中，软岩的稳定性问题尤为突出。
常见的软岩类型有页岩、泥岩、灰岩等，因为这些岩石通常具有较弱的抗压强度、较高的含水量以及较高的变形性能，因此在隧道建造过程中的稳定性问题就相对复杂。
在分析软岩隧道围岩稳定性的问题时，我们需要从以下几个方面入手：（1）软岩隧道围岩的整体性质软岩隧道围岩的整体性质是指软岩岩体的力学性质、物理性质等方面的综合体现。
隧道稳定性评估中，对于软岩隧道围岩的整体性质评估主要包括硬度、密度、抗压强度、容许应力以及岩体的几何特征等方面。
了解了这些方面之后，我们可以更好地研究和分析软岩隧道围岩的力学性质，从而更好地判断隧道围岩的稳定性。
（2）水文地质条件研究隧道围岩的水文地质条件，可以更全面地了解隧道围岩的水文地质特征，了解洞内和洞外的水文地质条件，从而总结出形成隧道围岩岩体的地质背景和围岩岩体的地质特点。
水文地质条件将对软岩隧道围岩的稳定产生重大影响，因为水文地质条件与岩体潜在力的大小和方向有关。
在软岩隧道中，水的渗透压强度可能会引起软岩围岩的较大变形甚至破坏，而且不同类型的软岩对水的渗透能力有不同的影响。
（3）隧道工程施工方式隧道施工方式通常取决于隧道的规模、地质条件以及成本等因素。
在进行软岩隧道建设时，我们需要根据具体情况采取相应的施工方式，同时我们还需要对施工过程中对软岩围岩的影响进行分析，以确保隧道建设的稳定性。
常用的隧道施工方式包括盾构法、掌子面法、全断面掘进法等。
这些施工方式对于软岩隧道的围岩稳定性有不同的影响，需要针对性地选择施工方式。
（4）隧道支护结构设计隧道支护结构设计是隧道建设过程中一个较为重要的环节，它会对隧道的稳定性产生直接影响。
高地应力隧道开挖过程中围岩稳定性分析
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０． ６ Ｎｏ． ６ １３ ２
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文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ２ －２ ７０ １０ —８ ５ ２ １ ）６０ ８ —２
密度 ｋ／ ｇ ｍ３
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Ｆ ＡＣ程序建立在拉格 朗 日算法 基础上 ， Ｌ 特别适 合模 拟大 变
形和扭 曲。Ｆ Ａ Ｌ Ｃ采用显式算 法来获 得模型 全部运 动方程 （ 包括 内变量 ） 的时间步长解 ， 从而可 以追 踪材料 的渐进 破坏 和垮 落 ， 这 对研究工程地质 问题非常重要 。
３ ３ 岩体 本 构模 型及材 料参 数 ．
岩石力学室 内试 验结 果和 现场调 研都 表 明研究 隧道地 段灰
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拉格 朗 日分 析 ） 由 Ｃ ｎ ａ 和 美 国 Ｉ Ａ Ａ 公 司 开 发 出 的 有 限 是 ｕ ｄｌ ｌ Ｔ ￣２
岩夹页岩性 质十分 明显 ， 围岩级别 分类处于 Ⅲ级 围岩 。计算采 按 用摩 尔一库仑 准则［】 ５， 根据 现场 调查 以及 岩石力 学测试 结果 ， 得
形 式 为 ： 衬 ２ ｒ 初 ３ｕ ｎ厚 Ｃ ５混 凝 土 ， 杆 长 度 为 ３ ５ｍ ， 距 ２ 锚 ． 间 １５ｍ ×１５ｍ。二 衬 ５ ｒ Ｃ ５混 凝 土 。 ． ． ５ｃ ｎ厚 ３
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计算坐标 ： 轴与隧道水平轴平行 ， ｘ ｙ轴与大地 坐标重 合 ， ｚ 轴与隧道纵轴线重合 ， 坐标 原点 为隧道 底板 与洞室 纵轴线 交 点。
初期支护 锚杆
高地应力水工隧洞节理围岩稳定及支护措施研究
高地应力水工隧洞节理围岩稳定及支护措施研究高地应力水工隧洞节理围岩稳定及支护措施研究随着经济的发展和交通的日益便捷，水利工程在我国的建设中扮演着重要的角色。
水工隧洞作为水利工程中的重要组成部分，其稳定性直接影响着工程的安全运行。
然而，高地应力条件下的水工隧洞节理围岩稳定性问题一直是工程界面临的难题之一。
因此，对高地应力水工隧洞节理围岩稳定性及支护措施的研究具有重要的理论和实践意义。
高地应力水工隧洞的稳定性问题与其地质特点密切相关。
高地应力水工隧洞常处于深部岩体，其地层岩石具有较高的地应力。
这种高地应力导致围岩出现密接断裂、滑动断裂和剪切变形等现象，给工程带来了极大的不稳定性。
同时，高地应力条件下围岩岩性也变得非常脆弱，容易出现碎裂、抛掷和冒落等问题，增加了工程的风险。
针对高地应力水工隧洞围岩的稳定性问题，研究者们提出了一系列的支护措施。
首先，合理的设计隧洞的几何形状对于提高工程的稳定性至关重要。
通过选择合适的隧洞断面形状、减小开挖断面的大小及合理的埋深，可以降低围岩的应力集中程度，减少围岩的变形和破坏。
其次，加强隧洞支护工程是确保隧洞稳定性的关键。
目前，常用的隧洞支护方法包括初期支护和永久支护两个阶段。
初期支护主要通过施工拱形支架来减轻围岩压力，同时也可以降低地质灾害的风险。
除了上述的支护措施外，还有其他一些技术手段可以用于提高高地应力水工隧洞节理围岩的稳定性。
比如，在勘探阶段采取合理的地质预报方法，对围岩的物理、力学特性进行全面准确的分析，为后续的工程设计和施工提供可靠的依据。
此外，科学地选择爆破参数、合理布置支护材料等也是保证工程稳定的重要环节。
高地应力水工隧洞节理围岩稳定及支护措施研究是一个复杂而艰巨的任务，需要从地质学、力学学以及工程学等多个学科的角度进行深入研究。
在研究中，应该重视理论和实践的结合，注重试验研究和现场观测的数据收集，以提高研究成果的可靠性和适用性。
同时，还要加强与其他领域的交叉研究和合作，吸引更多的研究力量投入到这一领域中，共同推动高地应力水工隧洞节理围岩稳定性问题的解决。
深覆盖高地应力水工隧洞围岩稳定及支护结构优化有限元分析
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郭 宇 ， 小 军 ， 旭 东 王 潘
（ 水利部新疆水利水 电勘测设计 研究院 ， 新疆 乌鲁 木齐 ８００ ） ３００
摘
要： 结合工程 实例 ， 采用非线性有 限元 软件 ， 对深埋 高地应 力花岗岩隧洞 开挖及喷锚 支护进行模拟
计算， 分析 了施工 期 、 运行期及检修期 围岩 稳定 及支护结构 内力 ， 给出了施 工期、 运行期及 检修 期 围岩变 形及支 护结 构受力情况 。对支护结构进行 了优化计算 ， 出优化方式下 ， 得 满足围岩稳定和支护 结构 的安
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围岩 非 线 性 模 型 采 用 Ｍ ｈ－ｏ ｏ ｂ弹 塑 性 模 ｏｒ ｔ ｍ Ｃｄ 型， 采用六 节 点三 角形 单元 模 拟 ， 运用 Ｍ Ｃ屈服 准 则
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性 的建议 。 关键 词 ：高地应 力 ；数 值模 拟 ；现 场试验 ；挤 压 型 变形 ；围岩稳 定性
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｕ ４ ５ １ ． ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ０ — ０ ８ ６ ０ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ８ ７ — ０ ６
摘
要 ：以实 际深埋 软岩 引水 隧洞施 工 为 背景 ，在 对 导致 大 变形 的 围岩压 力性 质认 识和 力 学行 为分析
的基 础上 ，结合 室 内实验 、数值 模拟 手段 、施 工 变形监 测数 据和 围岩一 衬 砌接 触压 力现 场试 验 ，研 究
了隧洞 开挖后 洞 周位 移分 布特征 、 围岩 变形和 支护 受力随 时 间发展 规 律 。研 究 结论 表 明 ：（ １ ） 大主应
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Ｓｔ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ａ ｎ ｄ ｗｅ ａ ｋ ｓ ｕｒ ｒ ｏ ｕｎ ｄｉ ｎｇ ｒ ｏ ｃ ｋ ｏ ｆ ｄｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｕ ｎｎｅ ｌ ｉ ｎ ｈｉ ｇ ｈ ｇ ｅ ｏ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｚ ｏ ｎ ｅ ＺＨＯＵ Ｚ ｅ ｌ ｉ ｎ， ＣＨＥＮ Ｓ ｈ ｏ ｕ ｇ ｅ ｎ， ＬＩ Ｙａ ｎｓ ｏ ｎ ｇ， ＺＨＡＮＧ Ｘｉ ａ ｏ ｍｉ ｎ ｇ
力 方 向为垂 直方 向的 高地 应 力环境 中，隧洞软 岩 大 变形 以挤 压 型 变形 为 主 ；（ ２ ） 开挖 面和 二衬 对 约束
隧 洞 空间位 移分 布具 有重 要 作 用 ； （ ３ ） 软 弱 围岩 变形 发展 和 支 护 受 力 具 有 明 显 的 流 变特 性 和 时 间效
应 ，及 时施加 二衬 能 有效 限制 流 变变形 的发展 。在 研 究基础 上提 出 了一 些施 工 中有 益 于控制 围岩 稳定
水利水 电技术
第４ ５卷
２ ０ １ ４年第 ２期
－．＿
Ｊ Ｌ－ － Ｃｊ
同
地 应 力 环 境 下 引 水 隧 洞 软 弱 围 岩 稳 定 性 分 析
周 泽林 ，陈寿根 ，李岩松 ，张小明
６ １ ０ 道 工程教 育部 重 点实验 室 ， 四川 成都