围岩稳定

摘要： 针对全断面竖井掘进机凿井过程中软弱或破碎围岩失稳坍塌、高硬度岩石难破碎、地层涌水、地层节理构造等一系列地层复杂性带来的工程难题,开展了适用全断面竖井掘进机凿井的围岩分类指标体系与评价方法研究,考虑了全断面竖井掘进机凿井"岩"与"机"互馈作用下各因素的独立性和相关性,构建了围岩分类指标体系与评价方法,提出了全断面竖井掘进机凿井地层适应性综合判识方法。首先基于全断面竖井掘进机凿井工艺特征,分析了竖井掘进机凿井面临的地质难题以及防控措施,围绕竖井掘进机凿井"岩-机"相互作用下围岩岩石力学特性、装备破岩能力、岩体构造特征、围岩与装备相互支撑、地层防治水等多因素的影响,提出了围岩分类指标选取原则,构建了岩石可切割性、围岩自稳性、地层控水性3个准则层指标以及所属13个基础评价指标组成的评价指标体系框架;确定了围岩分类指标体系权重,并采用模糊综合评价和百分制方法量化基础指标,构建了多维矩阵结构围岩分类评价数学模型,经计算和分析将岩石可切割性、围岩自稳性、地层控水性划分为有利、一般有利、适中、不利和很不利5类,进而根据计算结果将竖井掘进机凿井围岩条件分为Ⅰ~Ⅴ类,评判了全断面竖井掘进机凿井与地层之间的适应性,提出了竖井掘进机凿井围岩控制措施;以我国首台套导井式全断面竖井掘进机凿井工程为例,验证了围岩分类指标体系与评价方法的可行性和合理性。全断面竖井掘进机凿井围岩分类指标体系与评价方法对破岩掘进、灾害防控、围岩稳定控制等技术方案的制定和实施提供了科学依据。

摘要： 为了解决超大断面隧道在穿越软弱围岩地带容易发生失稳坍塌等病害的问题,目前国内大断面隧道施工普遍采用台阶部分法。选取深圳侨城东路隧道标准段为研究背景,首先针对超大断面隧道、地质条件复杂、围岩多为Ⅳ和Ⅴ级的复杂特征,采用原位钻探和室内岩石物理力学实验,获得隧道围岩关键参数;然后,利用FLAC3D数值模拟软件建立隧道模型,模拟三台阶七步施工工法对大断面隧道软弱围岩稳定性的影响;最后,对得到的隧道位移应力变化规律进行总结分析。结果表明:三台阶七步开挖法在侨城东路隧道施工时表现出了很强的适用性,且施工时对于下方隧道影响较小,不仅为侨城东路北延通道工程整体施工提供了数据支撑,也可为类似条件隧道施工工法的选择提供参考。

摘要： 某地下硐室群地质条件复杂,根据前期地质勘探揭露的地质资料,该硐室区存在大量的不良地质体(PH条带)。通过不同的计算分析方案,采用三维有限元数值分析软件MIDAS-GTS/NX,精确模拟了PH条带等大型地质结构面,研究地下硐室开挖过程中PH条带宽度与围岩变形及塑性区分布特征,并在此基础上对硐室群进行加强支护等措施。结果表明:地下硐室群的围岩稳定性与不良地质体的厚度有关,即PH条带宽度越大,对硐室群围岩稳定性影响越大。数值模拟结果较好地体现了不良地质体对围岩稳定性的破坏特征,可为制定大型地下硐室群的开挖设计和支护措施提供较好的科学依据。

摘要： 以云县至凤庆高速公路隧道工程为背景,提出采用现场监测和数值分析结合的可行性研究方案。通过数值分析与实际工程对掌子面的位移进行研究。详细分析不同开挖进尺情况下掌子面前方不同位置处的岩层位移变化规律后,发现掌子面开挖进尺与掌子面前方岩层变形规律,开挖进尺越大,对其掌子面的稳定越不利,同时发现掌子面岩层可以提供一部分阻力,阻止掌子面前方岩体朝掌子面移动,以及掌子面上方岩层的重力势能作用。提出红线开挖进尺的确定方法和现场实际开挖进尺的确定准则;讨论了施工过程中掌子面前方岩层存在的挤出现象,表明采用红线开挖进尺乘以安全系数更能保证现场的施工安全。

摘要： 红层软岩地区隧洞围岩稳定控制难度较大,研究洞径与洞形对围岩稳定性的影响十分重要。依托巴基斯坦卡洛特水电站导流隧洞工程,在对红层软岩地质特性分析基础上,通过对不同洞径和洞形工况下围岩变形、塑性区和支护应力等的计算分析,确定了导流隧洞的体型和规模,妥善解决了隧洞围岩的稳定性控制问题和经济性之间的平衡。现场监测成果表明:导流隧洞围岩变形整体较小,洞身衬砌结构受力稳定,运行状况良好。

摘要： 为解决深部高地应力软岩巷道变形强烈、顶板剧烈下沉、冒顶严重的难题,对西原体力学模型蠕变方程进行了理论推导,得出巷道变形速率与时间的关系,研究发现巷道变形主要集中在巷道开挖后的14天内,此时是二次支护的最佳时机;基于FLAC^(3D)数值模拟分析了围岩在不同支承环境下的变形特性,并提出了采用对接长锚杆配合普通锚杆取代顶板锚索的支护技术,将浅部的应力转移到更深的部位,从而安全释放围岩中初始变形能。研究结果表明:新型支护形式能较好的适应巷道初期围岩变形,保证了巷道开挖初期的顶板安全,降低了一次支护成本。

摘要： 以新疆东天山公路隧道为例,利用三维有限差分数值模拟软件FLAC3D,通过快速应力边界法生成符合实际工况的初始地应力场,结合实际侧压力系数λ的分布,分析λ取0.8、1.0、1.2、1.4、1.6时隧道内部变形规律。结果表明,λ从0.8增至1.6,拱顶竖向变形值减小约16%,拱底竖向变形值减小约14%,拱脚水平变形值增大3倍;在λ较低区段,注意拱顶和拱底处变形,及时安装衬砌系统,建议采取钢支撑挂网喷锚支护,对不稳定块体及时进行锚固;在λ较高区段,注意拱脚处变形,施工时要提高支护强度;在水平方向上一定范围内,由于应力状态的不同,不同沉降值出现逆向增长。

摘要： 文章以某隧洞为例,采用有限差分数值模拟软件FLAC3D建立三维数值模型,模拟了超前导洞法4种不同扩挖方法引起的围岩变形、围岩塑性区及支护结构受力特征响应。结果表明:超前导洞法施工扩挖方法对隧洞围岩稳定影响较大,分步扩挖明显比全断面扩挖更适用于超前导洞法隧洞施工。相比于其他2种分步扩挖形式,方案二隧洞围岩稳定产生的影响最小,衬砌结构更安全,更适用于超前导洞法隧洞施工。研究成果可为类似工程的设计和施工提供借鉴。

摘要： 根据安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房洞室群的布置情况,结合洞室围岩地质条件,采用FLAC^(3D)程序建立数值分析模型。对厂房分层开挖方案进行模拟,研究洞室群围岩开挖后的位移场、应力场和塑性区的分布特征,揭示应力集中部位和围岩潜在破坏部位的分布规律。分析成果表明,安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定,满足成洞条件,分析成果为地下厂房洞室群的支护设计提供科学依据和技术指导。

摘要： 白鹤滩水电站右岸8号尾水调压室开挖完成后,在高地应力、复杂地质条件和洞群效应作用下,产生局部浅层岩体破裂破坏,导致喷层开裂掉块、预应力锚索钢绞线拉断和多点位移计发生应力突增。为确保8号尾水调压室及其底部交岔口永久围岩稳定,参建各方于2019年6月至10月期间对8号尾水调压室井身段部分区域以及尾水连接管交岔口顶拱部位采取了应急加固处置措施。监测数据显示,应急加固完成后,右岸8号尾水调压室围岩总体处于稳定状态。

摘要： 杨房沟水电站地下厂房是典型的大跨度、高边墙地下洞室群,工程区地质条件较复杂,高边墙及洞室间岩柱的稳定性是洞室设计的关键.根据地应力测试数据,采用边界位移条件回归方法,构造出厂区初始地应力场.采用FLAC3D软件对洞室群围岩稳定进行计算分析,获得洞周围岩变形与应力特征、塑性区分布及支护结构的受力状态,对地下厂房洞室群围岩稳定性做出评价,为洞室设计提供了科学依据与技术指导.

摘要： 层间错动带的存在,给许多工程带来了岩体稳定和工程安全问题.本文通过数值模拟计算,对白鹤滩水电站左岸地下厂房层间错动带C2对围岩稳定的影响进行了分析,总结了层间错动带对洞室围岩变形的影响,得到了层间错动带错动变形的量值和范围,弄清了层间错动带法向应力、剪切应力、错动变形和抗滑安全度随洞室开挖的变化特征,讨论了对层间错动带进行支护处理的必要性,分析了层间错动带的处理时机和控制因素,最后通过数值模拟显示采用混凝土置换洞对层间错动带进行置换处理可以有效控制层间错动带的错动变形.

摘要： 本文采用非线性有限单元法,结合某水电站放空洞地下闸室工程实际,分析了地应力分期释放对地下工程围岩稳定与支护结构的影响.计算结果表明,采取支护措施的时间越早,对围岩的稳定越有利,但是支护结构作为承载体其内应力也越大.因此,在实际工程中应该根据围岩的具体情况,选择最佳的支护时机,既保证了围岩的稳定,又不致使支护结构受力过大.

摘要： 向家坝右岸地下厂房洞室群规模巨大,围岩具平缓层状结构且含软弱夹层,水文地质条件复杂,围岩总体以Ⅰ、Ⅱ类为主,洞室围岩受岩层、软弱夹层、节理裂隙及地下水作用,对围岩整体及局部稳定性均有影响.在洞室群布置、施工程序、支护参数现已基本确定的情况下,应主要根据实测地质参数和试验成果、开挖围岩变形应力情况采用三维弹塑性模型综合分析地质参数,反演地应力场;对围岩应力、塑性区、破损区等物理量进行综合分析,分析计算在设计支护参数下洞室围岩的应力场、位移场、塑性区和拉损区的分布;从围岩稳定的角度分析计算现阶段施工方案的可行性,并研究不同的施工开挖方案对围岩稳定性的影响,提出合理的施工开挖方案;专门研究软弱夹层对洞室围岩稳定和变形的影响,并提出有针对性的加固处理方案;专题研究岩锚梁支护设计方案的合理性及施工开挖方案的可行性.为方便快捷的指导现场施工,应及时建立洞室群围岩监测信息反馈及预警系统.

摘要： 杨房沟水电站右岸布置两条导流洞,导流洞施工期洞身共设置13个永久监测断面,通过已安装的多点位移计、锚杆应力计、锚索测力计获取的大量施工期监测数据及成果分析表明:导流洞洞身变形主要发生在左边墙,下层开挖施工对洞室稳定影响较大,且爆破对边墙的影响要比顶拱大.目前变质粉砂岩洞段以及转弯段左右边墙部位围岩存在应力调整,但围岩整体己趋于稳定.安全监测较好地指导了现场施工组织,为工程的顺利施工保驾护航,同时也为后续类似工程的施工提供了值得借鉴的宝贵经验.

摘要： 通过对绩溪抽水蓄能电站竖井式溢洪道的设计与研究，结果表明：溢洪道泄流能力能够满足要求；溢洪道采用“竖井+台阶面泄槽+消力池”的联合消能形式，消能率超过90％，消能效果良好；进口水流平稳、顺畅；水舌形态稳定，水舌侧面能够自然通气；竖井内水流掺气、水体呈现乳白色，水流掺混剧烈，消能充分，没有出现水流明显冲击竖井底板现象，消能井底板上脉动压力均方根约0．57～1．68m；退水隧洞直墙、泄槽边墙以及下游消力池边墙的高度能够满足安全泄洪要求，退水隧洞头部通气孔风速2．7～16．8m／s，通气孑L直径取1．0m是可行的。溢洪道围岩稳定计算表明：退水隧洞整个开挖过程中，隧洞四周处于塑性变形区，需及时采取支护措施。在退水隧洞两侧边墙底部处存在应力集中，应重视边墙锁脚支护。堰首基础与顶部圆筒状溢流堰连接处出现应力集中，造成拉应力超出混凝土抗拉极限。堰首基础与竖井衬砌内壁结合部位，在蓄水位330．5m及以上时，拉应力极值超过混凝土抗拉设计值。对上述部位加强配筋处理。

摘要： 本文介绍了索风营水电站地下厂房洞室群施工采用新技术、新材料、新工艺、新结构的应用，以及设计优化和“立体多层次”施工及行之有效的管理，减少了地下厂房洞室规模，改善地下洞室群的整体稳定性，节省工程投资，使原计划22个月的主厂房开挖工期提前了8个月，为首台机组提前4.5个月发电打下了坚实的基础，技术效益、社会效益和经济效益极其显著，窑洞式出线站的布置为水土保持和环境保护的典范，窑洞式出线站布置，无需征地、利于环境保护和水土保持，在洞室群加固处理中，首次提出了直壁岩锚梁板等新型结构，岩锚梁等部位采用了镜面混凝土工艺，将低发泡聚乙烯闭孔泡沫板垫层料、塑料盲沟等材料应用于工程。各成果的成功应用，提高了大型地下洞室施工水平，保障围岩稳定，取得了提高工程质量、节约工程投资和缩短工期的综合效益。

摘要： 水工隧洞由于具有埋深大、穿越山脉、河流等特点,施工过程中不可避免的会遭遇地下水危害,因此对于地下水的治理显得尤为重要,地下水治理成败成为关系水利水电工程投资,乃至工程成败的关键因素.本文就施工过程中遭遇各种成因的地下水危害的治理进行了论述,并结合成功施工案例进行了详细阐述,同时提出了后续水工隧洞勘测设计建议.

摘要： 水工隧洞由于具有埋深大、穿越山脉、河流等特点,施工过程中不可避免的会遭遇地下水危害,因此对于地下水的治理显得尤为重要,地下水治理成败成为关系水利水电工程投资,乃至工程成败的关键因素.本文就施工过程中遭遇各种成因的地下水危害的治理进行了论述,并结合成功施工案例进行了详细阐述,同时提出了后续水工隧洞勘测设计建议.

摘要： 水工隧洞由于具有埋深大、穿越山脉、河流等特点,施工过程中不可避免的会遭遇地下水危害,因此对于地下水的治理显得尤为重要,地下水治理成败成为关系水利水电工程投资,乃至工程成败的关键因素.本文就施工过程中遭遇各种成因的地下水危害的治理进行了论述,并结合成功施工案例进行了详细阐述,同时提出了后续水工隧洞勘测设计建议.

摘要： 本申请提供了一种地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法、装置以及设备，用于为地下洞室围岩整体稳定性状态提供一种具体的、实用的、效果良好的定量评估方案。地下洞室围岩整体稳定性的定量评估方法，包括：在确定目标地下洞室围岩整体稳定性的评估任务后，提取目标地下洞室的初始数据；根据初始数据将目标地下洞室划分为多个相互独立的洞室单元或洞段；按照预设的稳定性评估策略，分别对影响洞室单元或洞段的多个影响因素进行评分，作为目标地下洞室整体的稳定性评估结果。

摘要： 本发明涉及隧道岩体检测技术领域，具体公开了一种软弱破碎岩体隧道孔壁稳定装置及围岩松动圈检测装置。该装置包括：至少两个保持气囊；第一气管，与各保持气囊均连通，用于向各保持气囊充气；至少一个伸缩气囊，相邻的两个保持气囊之间均设置有伸缩气囊；第二气管，与各伸缩气囊均连通，用于对各伸缩气囊充气和抽气，伸缩气囊用于在充气时拉伸以填充相邻的两个保持气囊之间的测试空间，在抽气时收缩以显露出相邻的两个保持气囊之间的测试空间。本发明通过保持气囊和伸缩气囊，保持测试孔孔壁稳定，采用分段式声波测试方法，每一固定深度孔壁只在该段测试的时间段无气囊支护，从而实现利用单一孔在软弱破碎岩体隧道围岩松动圈测试中的重复使用。

摘要： 本发明公开了隧道的围岩的结构稳定性光学检测仪，涉及到围岩状态监测技术领域，包括安装架和滑动套，所述安装架的顶部开设有两个螺栓安装孔，所述安装架的底部安装有两个连接块，所述滑动套的侧部开设有齿条安装孔。向外提拉操作块，带动限位杆解除对定位卡块的限位，随后推动滑动套左右移动，对滑动套的水平位置进行调节，使定位卡块不断的上下移动，当调节至合适位置后，松开操作块，在拉簧的拉力作用下，限位杆复位进入限位槽内，进而对滑动套进行限位固定，且通过阻尼套的设置，可以转动安装环，对安装环的角度进行调节，实现对标尺的安装位置的调节，即使打孔时位置出现些许偏差，也无需重新打孔安装，增强了装置的实用性。

摘要： 一种基于激光扫描、BQ、改进Mathews稳定图的围岩稳定性评价方法，属于采空区稳定性评价领域，其步骤包括：(1)结构面三维激光扫描快速获取；(2)结构面聚类分析；(3)基于BQ指标的岩体质量计算；(4)岩体三维裂隙网络模型生成和剖切；(5)RQDt各向异性图绘制；(6)基于BQ反演的最佳阈值t求解方法；(7)RQDt各向异性求解方法；(8)地应力测量方法；(9)Mathews稳定图法的改进方法；(10)改进Mathews稳定图评价方法；(11)围岩稳定性分析方法；(12)空区稳定性评价方法。本发明实现了考虑RQDt各向异性和地应力拟合的Mathews稳定图法的改进，实现了基于改进Mathews稳定图法和数值模拟的围岩稳定性评价。本发明方法明确，适用于采空区围岩稳定性评价。

摘要： 一种基于BQ、改进Mathews稳定图法的围岩稳定性评价方法，属于采空区稳定性评价领域，其步骤包括：(1)基于BQ指标的岩体质量计算；(2)岩体三维裂隙网络模型生成和剖切；(3)RQDt各向异性图绘制；(4)基于BQ反演的最佳阈值t求解方法；(5)RQDt各向异性求解方法；(6)地应力测量方法；(7)Mathews稳定图法的改进方法；(8)改进Mathews稳定图评价方法；(9)围岩稳定性分析方法；(10)空区稳定性评价方法。本发明实现了RQDt的最佳阈值t和各向异性的求解，实现了考虑RQDt各向异性和地应力拟合的Mathews稳定图法的改进，实现了将改进Mathews稳定图法和数值模拟相结合的空区围岩稳定性评价。本发明方法明确，适用于采空区围岩稳定性评价。

摘要： 一种基于摄影测量、BQ、改进Mathews稳定图的围岩稳定性评价方法，属于采空区稳定性评价领域，其步骤包括：(1)结构面数字摄影测量快速获取；(2)结构面模糊等价聚类分析；(3)基于BQ指标的岩体质量计算；(4)岩体三维裂隙网络模型生成和剖切；(5)RQDt各向异性图绘制；(6)基于BQ反演的最佳阈值t求解方法；(7)RQDt各向异性求解方法；(8)地应力测量方法；(9)Mathews稳定图法的改进方法；(10)改进Mathews稳定图评价方法；(11)围岩稳定性分析方法；(12)空区稳定性评价方法。本发明实现了考虑RQDt各向异性和地应力拟合的Mathews稳定图法的改进，实现了基于改进Mathews稳定图法和数值模拟的围岩稳定性评价。本发明方法明确，适用于采空区围岩稳定性评价。

摘要： 本发明提供了一种围岩稳定性检测系统、方法、服务器和机器可读存储介质，涉及采矿技术领域，该系统包括设置于巷道侧帮上、且与多个测点位置对应的振动信号采集装置，与振动信号采集装置连接的振动数采设备，以及与振动数采设备通信连接的服务器；其中，振动信号采集装置用于采集测点位置处的振动信号；振动数采设备用于获取振动信号，并将振动信号发送至服务器；服务器用于对多次采集到的信号数据进行分解及差量分析，并根据得到的差量结果进行稳定性检测。本申请实现了凿岩炮孔的钻取过程评价岩稳定性的检测，并提升了围岩稳定性检测的安全性，避免爆破前一段时间内围岩失稳造成的人员伤亡或设备损坏。

摘要： 本发明涉及煤矿技术领域，提供了一种动载冲击地压巷道围岩稳定性控制方法，主要包括：对于中冲击破坏危险性和强冲击破坏危险性的巷道，在巷道的掘进迎头、顶板、两帮和底角分别开设钻孔，钻孔的直径为56～70mm，深度为20～30m；将封孔器送入钻孔的内侧，沿钻孔由内至外的方向，封孔器每移动至钻孔的压裂位置进行一次注水压裂，以使每道钻孔对应的巷道围岩分别产生多道水压致裂裂缝，且多道水压致裂裂缝沿钻孔方向的深度为5～30m。本发明可以减缓动载对巷道围岩的扰动，进而减小巷道围岩发生冲击破坏的风险，提高巷道围岩的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种急倾斜特厚煤层开采巷道围岩稳定性的评价方法，包括以下步骤：(1)计算急倾斜特厚煤层三角塑性区垂直深度H1；(2)计算急倾斜特厚煤层深部塑性区垂直深度H2；(3)确定急倾斜特厚煤层采场塑性区垂直深度H；(4)基于工作面分段垂高h与塑性区垂直深度H的大小关系，评价急倾斜特厚煤层巷道围岩稳定性，可为急倾斜特厚煤层巷道冲击地压防治提供理论指导。因此本发明对急倾斜特厚煤层工作面安全生产、人员安危等具有重要的现实意义与重大的社会效益，具有广泛的应用前景。

摘要： 一种软岩掘进爆破时对围岩稳定支护的方法，涉及矿山爆破技术领域，本发明利用填充材料（9）的柔韧和强度共存的优势下，在爆破时，炸药产生的振动波和冲击力被填充材料进行缓冲阻隔，由此降低爆破对围岩的破坏，增强了围岩的稳固性，也减少了爆破对围岩产生的裂隙，且爆破后，护顶孔内的填充材料再加上中间放置的钢筋通过立柱和拱形顶柱支撑，形成了稳固有效的人工假顶，切实有效的保证了作业人员在其下作业的安全系数，且填充材料中各组分均为无污染、健康环保的产品，在其爆破后不会产生其他的污染气体，可随着污风集中被排出作业面等，本发明具有操作方便，爆破效率高、使用效果好等优点。