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| 1 | 水平层状围岩隧道爆破控制技术显示文摘针对水平层状围岩隧道开挖时,由于水平层理的影响以及爆破扰动,极易导致隧道拱部发生离层、掉块以及严重的超挖、欠挖等问题。采用爆破应力波传播理论分析了爆破应力波对水平节理岩体的作用机理,从理论上解释了水平层状围岩隧道拱顶发生离层、平顶的原因;依托大梁峁公路隧道工程进行现场爆破参数优化试验;并针对拱部超挖严重,上台阶下部边墙欠挖的情况,提出了控制措施。研究结果表明:通过爆破参数优化,上台阶开挖单次爆破可减少6%的起爆药量,下台阶可减少29%的起爆药量;从爆破效果来看,优化后6个试验断面平均超挖由原来的7.81m2减少为2.56m2,优化后超挖面积仅为优化前的31%,欠挖也得到有效改善,优化后的爆破方案不仅能大幅减少隧道超欠挖,减少炸药用量,还能提高开挖后围岩的质量,使隧道施工更安全;拱部超挖可通过内移周边眼、适当增加周边眼间距、减少装药量以及非连续装药等措施进行控制;上台阶下部边墙欠挖可通过缩小周边眼间距或增设周边眼等措施来解决。研究成果不仅可保证依托工程的施工安全,减少超欠挖,节约成本,加快施工进度,还可为类似工程提供参考。 | 邓祥辉 陈建勋 罗彦斌 李旭东 | 2017 | 长安大学学报(自然科学版)2017，37，2： | 18 |
| 2 | 水平层状围岩隧道顶板变形特征及机理分析显示文摘隧道在开挖过程中,经常会经过水平层状围岩,这将给隧道施工带来很大的困难,造成安全事故。通过对水平层状围岩隧道顶板变形特征及机理分析得出:水平层状围岩在隧道顶板层面薄弱带附近由于不同步弯曲沉降产生分离,形成离层;水平岩层软硬相间,层间黏结力较差,隧道开挖后拱顶围岩稳定性较差,拱顶失稳几率较大;对于水平层状围岩地区要做好塌方的预防和初期处理,尽量做到预防为主。当发生事故时,要做好相应的措施,减少人员的伤亡。 | 闫永杰 翁其能 吴秉其 田卫明 | 2011 | 重庆交通大学学报(自然科学版)2011，30，A01： | 13 |
| 3 | 考虑层间黏聚力的水平层状围岩隧道顶板力学模型计算显示文摘水平层状岩体力学性质不仅受岩层组合和结构面控制,而且与层间黏聚力密切相关。水平层状围岩隧道在施工过程中对层间黏聚力考虑不当时,极易造成设计支护参数不合理,导致拱部掉块落石、离层、弯折,甚至局部坍塌、超欠挖等工程问题,严重影响工程安全、施工质量和建设进度。目前水平层状围岩隧道顶板一般简化为锚固梁和简支梁模型,但未考虑层间黏聚力。根据水平层状围岩隧道开挖的不同阶段,将隧道顶板分别简化为开挖初始阶段的锚固梁模型和施工扰动后的简支梁模型,并利用顶板梁体模型的协调变形条件,得出梁模型的层间黏聚力计算公式。以大梁峁隧道为工程依托,分别应用考虑层间黏聚力和不考虑层间黏聚力的梁模型进行隧道临界开挖跨度计算。结果表明:考虑层间黏聚力和不考虑层间黏聚力对水平层状围岩隧道临界开挖跨度影响较大。考虑层间黏聚力时,锚固梁模型临界开挖跨度为3.36~4.75 m,简支梁模型临界开挖跨度为2.74~3.88 m;不考虑层间黏聚力时,锚固梁模型临界开挖跨度为0.14~0.30 m,简支梁模型临界开挖跨度为0.12~0.24 m。结合大梁峁隧道工程现场,隧道开挖跨度3~6 m时,拱顶会出现平顶现象,产生离层和掉块,因此考虑层间黏聚力的水平层状围岩隧道顶板力学模型更符合工程实际情况。 | 罗彦斌 陈建勋 王利宝 邓祥辉 | 2018 | 中国公路学报2018，31，10： | 9 |
| 4 | 梅岭关隧道水平岩层稳定性分析与施工技术显示文摘1水平岩层是地下工程中经常遇到的一种岩体,具有明显的各向异性力学性质,其变形破坏特征表现得更为复杂。为了及时预防大跨度隧道穿越水平岩层施工过程中极易出现的平拱、拱顶离层破坏、拱顶弯折内鼓等危害现象,确定合理的支护方案,文章结合新建兰渝铁路梅岭关隧道,根据现场跟踪调查和试验,在对隧道地质特质和影响围岩稳定性因素等进行分析的基础上,提出针对性施工技术措施,并经施工实践证明,避免了隧道坍塌等恶性安全事件的发生,从而有效指导了隧道设计和施工。 | 沈殿臣 郝俊锁 陈中方 王金磊 | 2012 | 现代隧道技术2012，49，4： | 9 |
| 5 | 水平泥岩砂岩互层隧道支护体系力学特性试验研究显示文摘公路隧道穿越水平泥岩砂岩互层施工过程中支护体系力学特性较为复杂,通过开展大梁峁特长公路隧道水平泥岩砂岩互层段支护体系现场试验,研究水平泥砂岩互层段隧道初期支护中的锚杆轴力、围岩压力,钢架应力、混凝土应力及支护变形,二次衬砌中接触压力和混凝土受力特征。分析表明:拱部锚杆作用明显,边墙锚杆受力较小,建议锚杆由拱部160°减少至拱部120°,同时适当增加拱部锚杆;围岩压力在断面开挖后7 d时间内已基本达到最大围岩压力的80%左右,说明在该种岩层中隧道开挖后围岩压力释放较快;水平泥岩砂岩互层关键控制点在拱部位置,边墙部位的支护结构无论从受力还是变形来说均较小;研究成果可为水平层状岩层隧道及类似工程的修建提供参考。 | 高新强 孔超 艾旭峰 | 2014 | 公路工程2014，39，6： | 9 |
| 6 | 基于尖点突变模型巷道层状围岩失稳机制及判据研究显示文摘巷道顶部围岩受力系统是高度非线性的复杂大系统,尤其是层状围岩的突变失稳问题更是目前实际工程中的难点和科学研究的重点。在基于层状围岩稳定性地质力学模型和势能函数的基础上,建立了弯折失稳破坏的尖点突变模型,注重研究系统状态发生突变时外界的控制条件,主要阐述非线性系统从连续渐变状态走向系统性质的突变,并据此分析了层状围岩突变失稳破坏过程中的能量转化发生机理。基于定态曲面方程和分支曲线方程,推导得出系统失稳的充要力学条件,建立了符合实际的岩体破坏分析方法和失稳判据,揭示围岩的稳定性主要由外力(P,q),岩体的弹性模量(E),容重(γ_c),层间极限剪应力(p_t)以及几何形态(l,h)控制,并提出了防护建议。结合矿区巷道围岩实例,运用尖点突变失稳判据预测分析结果与实际情况相符合。 | 穆成林 裴向军 路军富 裴钻 习朝辉 | 2017 | 煤炭学报2017，42，6： | 9 |
| 7 | 大断面隧道穿越层状围岩段初期支护优化研究显示文摘在层状类围岩中进行开挖施工易造成边墙弯曲-溃曲、底鼓以及顶板弯曲等现象的产生。为此,依托重庆市某层状围岩隧道工程,基于该隧道的工程地质特征及地层岩性分布,着重考虑岩层与锚杆夹角之间的关系,采用ANSYS静力有限元数值分析程序,对该隧道层状Ⅴ级泥岩段的受力变形特征进行模拟分析,并优化了初期支护参数。数值模拟结果显示当取消与岩层夹角为30°以下的锚杆,衬砌及锚杆的受力变化幅度较小。该研究方法及成果建立于实际工况的基础上,运用数值的方法还原现场支护受力状态,相应的分析方法及研究结果可为类似隧道、矿山巷道工程的设计、施工提供一定的借鉴和参考。 | 张秋实 管连永 李化云 雷中成 梁桥欣 | 2020 | 科学技术与工程2020，20，23： | 9 |
| 8 | 复合式衬砌在围岩蠕变过程中的受力规律研究显示文摘为了分析隧道复合式衬砌在围岩蠕变过程中的受力规律,利用有限元程序ANSYS建立计算模型,采用广义开尔文本构关系,分别分析了二次衬砌在不同支护时机和不同刚度下,复合式衬砌的受力规律。分析结果表明:在不同的时机施加二衬,其受力都有一个逐步增大并趋于稳定的过程,初支与二衬受力随二衬支护时机的变化趋势是相反的;二衬支护越早,其受力越大。通过早施作二衬,来转移初支上的应力是不合适的。当二衬刚度增加时,其所分担的围岩压力将增大,而初支分担的围岩压力有一定的减小。结合云腾岭隧道进行具体分析,得出该隧道二次衬砌的最佳支护时间为开挖后第40天。另外,通过对该隧道现场监控量测分析发现,二衬的受力—历时曲线与有限元分析相吻合。 | 王迎超 尚岳全 孙红月 李焕强 徐兴华 | 2010 | 水文地质工程地质2010，37，2： | 8 |
| 9 | 高地应力水平层状Ⅲ级围岩隧道支护结构变形控制措施研究与实践显示文摘为解决成昆铁路复线保安营1号隧道水平层状Ⅲ级围岩支护结构变形破坏问题,采用现场调查、测试与数值模拟等方法,对高地应力环境下砂岩、页岩互层的水平层状Ⅲ级围岩支护结构变形机理及控制措施进行了研究分析。研究结果表明,保安营1号隧道开挖后周边围岩出现塑性区域,拱顶以上塑性区深3.5 m左右,边墙两侧3.0 m左右,仰拱以下塑性区深4.0 m左右,且仰拱底部围岩表现为剪切破坏;高地应力环境下近水平、中薄和软硬相间的Ⅲ级围岩发生弯曲变形是引起支护结构变形、开裂的主要原因;控制变形的主要措施为加强初期支护刚度,二次衬砌采用钢筋混凝土结构,系统锚杆可仅设置于拱部及仰拱,单根长度不小于5 m;保安营1号隧道采用以上措施施工后变形控制效果显著,可为类似工程提供参考。 | 朱麟晨 | 2020 | 现代隧道技术2020，57，S01： | 7 |
| 10 | 水平层状围岩隧道初期支护参数研究显示文摘针对水平岩层的工程地质特性,依托吕梁—临县铁路车赶隧道工程实例,依据室内室外试验、现场监测结果综合分析在该类岩层中隧道开挖支护的锚杆轴力、围岩压力、钢架应力及喷射混凝土应力的变化规律,探讨初期支护参数的合理性。结果表明:拱部锚杆受力较大,边墙锚杆受力很小,可取消边墙锚杆,适当增加拱部锚杆长度;开挖后围岩压力释放较快,建议在不良地质段或有水地段增设超前支护;全环安设格栅拱架偏于安全,可优化为仅对拱部增加格栅拱架,形成'格栅拱架拱部带帽+锚网喷'支护;水平岩层施工控制的关键点在拱部,当围岩较差或遇水时,可优先考虑对拱部围岩采用超前小导管注浆加固。采用优化后的初期支护参数安全顺利地通过了水平岩层地段,说明支护参数取值合理。 | 苑俊廷 | 2016 | 铁道建筑2016，56，4： | 7 |
| 11 | 高速公路隧道水平层状围岩锚杆支护参数优化研究显示文摘公路隧道穿越水平岩层施工过程中极易出现平拱、拱顶离层破坏、拱顶弯折内鼓等现象,而利用系统锚杆的'组合梁'作用可以极大减少水平岩层的拱部掉块,保证施工质量。以大梁峁特长公路隧道K81+300~K83+308段为工程依托,在对大梁峁隧道断面围岩的物质组成、结构特征、变形破坏机理分析的基础上,利用有限元数值模拟方法对原锚杆支护方案进行了优化,提出锚杆设置范围宜为拱部160°、锚杆长度为3.5m,边墙的系统锚杆可以根据实际施工情况不设或少设,并通过现场试验数据进行了验证,进一步证明了锚杆支护优化设计合理,效果显著。 | 常伟 | 2013 | 国防交通工程与技术2013，21，2： | 7 |
| 12 | 基于尖点突变理论的层状围岩失稳判据研究显示文摘在层状围岩(岩体梁)地质力学模型和势能函数的基础上,建立了弯折失稳破坏的尖点突变模型,研究系统状态下发生突变时外界的控制条件,主要阐述非线性系统如何从连续渐变状态走向系统性质的突变,并据此分析了层状围岩(岩体梁)突变失稳破坏过程中的能量释放的发生机理。基于定态曲面方程和分支曲线方程,推导得出系统失稳的充要力学条件,建立了符合实际的岩体破坏分析方法和失稳判据。岩体梁失稳判据揭示,围岩的稳定性主要由外力的p,q,岩体的弹性模量E,重度rc,层间剪应力τ以及几何形态l,h决定。结合矿区巷道围岩实例,运用尖点突变失稳判据分析与实际结果一致性达84%以上。 | 穆成林 裴向军 黄润秋 裴钻 路军富 | 2016 | 煤矿安全2016，47，11： | 6 |
| 13 | 富水复杂地质围岩稳定性评价与支护系统优化显示文摘研究目的:富水复杂地质隧道施工过程中,不良地质带受水-岩相互作用的影响,开挖过程中拱顶、拱腰等部位极易产生块体失稳,且隧底压力经常大于垂直地压,造成仰拱断裂、边墙下部内移错动甚至衬砌失稳破坏,从而给隧道施工造成很大的安全隐患,因此很有必要对围岩稳定性进行评价,并以此为基础对围岩支护系统进行优化探讨。研究结论:(1)隧道在弱风化的花岗岩中掘进时应尽快施作仰拱,使衬砌闭合成环;(2)CD法开挖段仰拱紧跟、衬砌尽早封闭成环很有必要;(3)文兴隧道与水库之间具有水力联系的可能性,对于隧道内的渗、涌水应及时采集水样进行必要的水化学及同位素分析,判断隧道内渗、涌水的来源。(4)隧道在断层破碎带的软弱围岩中掘进时,应尽早施做二次衬砌,必要时做专项的抗水压复合式衬砌设计;(5)一旦证实水库水与隧道之间存在水力连通,隧道的断层破碎带为力学和形变不良段,车行横洞应尽量避开该位置,适宜前移或后移数十米至微风化岩层段内。 | 章元爱 梅志荣 张军伟 陈永照 | 2012 | 铁道工程学报2012，29，1： | 6 |
| 14 | FLAC3D中锚杆剪切断裂的数值实现与应用显示文摘针对地下工程中锚杆剪切断裂这一常见问题,提出锚杆在剪切荷载作用下的全过程形变力学模型,并基于FLAC^3D软件平台,采用FISH语言将该力学模型嵌入PILE单元,得到修正的PILE结构单元。分别采用原始PILE单元与修正PILE单元,进行锚杆剪切试验与单弱面层状岩体隧道锚杆支护的对比分析。结果表明:修正单元可以实现锚杆在剪切荷载作用下的塑性变形与断裂,即当剪力达到抗剪能力极限值时,锚杆进入塑性残余变形阶段;当剪切应变达到极限剪切应变时,锚杆剪切破断,杆体的轴力和剪力突变至0并保持恒定;在进行围岩稳定性分析时,对于承受较大剪力的锚杆而言,无需考虑锚杆的剪断效应会同时夸大锚杆的抗拉与抗剪支护能力;单弱面层状岩体中,锚杆剪断会弱化支护系统对围岩形变的约束能力,但锚杆的剪断位置以及约束能力减弱的程度与层理面的倾角有关。 | 张志强 刘银 赵梓彤 李化云 | 2019 | 中国铁道科学2019，40，4： | 6 |
| 15 | 近水平软弱岩层高速公路隧道施工方案比较显示文摘近水平软弱岩层具有抗压强度低、节理裂隙发育、物理各向异性明显等特点,一直是隧道工程研究领域的一个热点问题,本文以广南高速公路栾家岩隧道为例,采用正交各向异性有限元模型对隧道Ⅴ级围岩条件下台阶法和CD法两种开挖方法的变形及受力特性做了详细的比较分析,最终得出结论,建议广南高速公路栾家岩隧道Ⅴ级围岩条件下,施工时采用CD法开挖对于施工过程中围岩及衬砌结构受力较台阶法更为有利。研究也可为近水平软弱岩层条件下的其它类似隧道工程提供参考。 | 缪成银 郑宏 彭雪峰 | 2012 | 地下空间与工程学报2012，8，2： | 5 |
| 16 | 浅埋连拱隧道施工变形与受力特征模拟分析显示文摘对V级浅埋连拱隧道进行三维数值模拟分析,建立了详尽的接近实际的计算模型,按等效原则确定支护结构计算参数,并得出结论:开挖卸载对沉降和围岩应力重分布有较大影响,初期支护和临时支护对沉降的控制效果明显,而受开挖卸载的影响主要集中在1/3倍洞径范围内,连拱隧道的中墙在施工中会有很小角度的整体偏转,产生较大压应力。 | 姚红志 胡晓勇 仇玉良 | 2010 | 筑路机械与施工机械化2010，27，12： | 4 |
| 17 | 缓倾岩层隧道施工风险评估研究显示文摘基于熵法、模糊综合评价法,并结合离散元数值模拟方法,对缓倾岩层隧道的施工风险评价与对策进行研究。通过回顾相关文献,建立针对缓倾岩层隧道的施工风险评价指标体系,将熵法和模糊综合评价法运用到风险评价中,结合离散元数值模拟软件3DEC判断围岩及支护系统的稳定性,为风险评估提供依据。根据风险评估结果提出相应的风险规避对策。实践表明,针对缓倾岩层隧道建立的指标体系和评估方法,结合定量数值模型分析,有效提高评估施工风险的可靠程度与支护设计的针对性及有效性,以期减少安全事故。 | 沈红云 杜建华 黄黆 | 2017 | 铁道标准设计2017，61，8： | 4 |
| 18 | 水平互层围岩隧道破坏机理及其范围预测模型显示文摘水平互层围岩因其显著的层理构造,导致其破坏形式相较于均质围岩有较大区别.目前针对水平互层围岩的研究集中在单一破坏模式,未考虑破坏形式的多样性.为探究水平互层围岩的破坏范围,首先按其层理面划分为单层围岩进行分析,将围岩破坏分为拉破坏、楔形剪切破坏和拱形剪切破坏3种典型模式,分别建立了岩梁受拉分析模型和拱形关键块剪切分析模型进行分析,提出了相应的破坏准则,并引入塌落系数和临界高度对不同破坏模式的孕育条件进行研究,将此方法应用于矿井巷道和隧道工程实例中,与既有方法进行比较,验证了单层围岩破坏机理模型的可靠性,同时代入离层破坏算例中验证其实用性.并以此为基础,结合破坏范围层间连续条件和破坏休止条件建立水平互层围岩破坏预测模型,将上述水平互层围岩破坏模型应用于补连塔矿巷道实例.结果表明本文预测的水平互层围岩破坏范围与数值模拟结果、真实塌落情况吻合较好.研究成果可为水平互层围岩隧道支护方案设计提供理论基础. | 王嘉琛 张顶立 孙振宇 方黄城 刘昌 | 2022 | 力学学报2022，54，10： | 3 |
| 19 | 水平泥砂互层隧道围岩稳定性研究显示文摘以大梁峁特长公路隧道为依托,针对水平层状岩体隧道,采用ANSYS数值分析软件将水平泥岩砂岩互层岩体等效为正交各向异性的方式,对隧道开挖过程中围岩稳定性进行了数值试验分析,通过分析围岩塑性区、围岩应力、隧道变形、锚杆轴力、初支及二衬内力,得出施工采用支护参数的合理性和水平泥岩砂岩互层隧道围岩变形和初支、二衬应力的分布特征。 | 常伟 | 2013 | 石家庄铁道大学学报(自然科学版)2013，26，2： | 3 |
| 20 | 近水平岩层隧道贯通段受力机理研究显示文摘采用理论分析和数值分析相结合的方法,基于实际隧道塌方实例,利用ANSYS软件建立隧道贯通段开挖三维模型,分析水平岩层隧道在施工过程中围岩以及支护结构的受力、变形规律,同时深入分析隧道贯通段塌方产生的力学机理和地下水、爆破振动、空间效应和施工等影响因素。研究成果可为深埋隧道现场判断隧道贯通塌方起因和预测隧道塌方等提供参考。 | 马龙 路锦标 高华 | 2016 | 公路交通技术2016，32，2： | 3 |
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