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基于岩碴比表面积的完整岩体TBM破岩效率分析
1
作者 闫长斌 石雨萱 +3 位作者 李严 李庆民 刘永胜 吴遁 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期456-468,共13页
岩碴是TBM掘进过程中岩~机相互作用的直接产物,其破碎程度、形态特征、粒径分布等信息是TBM破岩效率的重要反馈指标。基于岩碴现场筛分试验和室内三维扫描试验,定量分析了TBM岩碴的形态特征及其随粒径变化的规律,提出一种基于岩碴粒径... 岩碴是TBM掘进过程中岩~机相互作用的直接产物,其破碎程度、形态特征、粒径分布等信息是TBM破岩效率的重要反馈指标。基于岩碴现场筛分试验和室内三维扫描试验,定量分析了TBM岩碴的形态特征及其随粒径变化的规律,提出一种基于岩碴粒径分布规律的比表面积计算方法,准确计算了不同粒径分布条件下岩碴比表面积的真实值。结合岩碴新表面理论指标对岩碴比表面积计算结果进行验证,同时分析了岩碴比表面积与TBM破岩效率之间的内在联系。研究结果表明:随着岩碴粒径增大,岩碴的球形度和扁平度逐渐减小、伸长度逐渐增大。总体上,岩碴的伸长度越大、扁平度和球形度越小,粗糙度指数就越大,TBM破岩效率越高。采用积分的方法,利用表面积预测函数与累积分布函数可计算得到岩碴试样比表面积真实值且分析发现其数据可近似表示单位质量岩体破碎后新增表面积的大小。岩碴比表面积SW与新表面理论指标Sa之间具有较好的线性相关性,可以相互验证其准确性与合理性,但相比新表面理论指标Sa,比表面积SW具有更清晰的物理意义和更为直观的数字结果。岩碴比表面积随TBM掘进比能、贯入度指数增加而增大,随粗糙度指数增大而减小,即岩碴比表面积可较好地描述岩石破碎程度及能量消耗,岩碴比表面积越大,岩碴就越破碎,TBM破岩效率越低。 展开更多
关键词 TBM 岩碴 破岩效率 三维扫描 形态特征 比表面积
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粉质砂岩地质下双线供水管道力学特性研究
2
作者 夏进喜 聂俊坤 +3 位作者 陈连映 马文涛 徐存东 韩文浩 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期219-226,共8页
粉质砂岩材质较为软弱,容易导致运行期双线管道出现破坏。为探究填筑厚度及内水压力对供水管道稳定性的影响,选取太阳山供水工程典型管道断面为研究对象,采用数值仿真法,建立“双线管道-人工填土-地基”为一体的三维有限元模型,研究不... 粉质砂岩材质较为软弱,容易导致运行期双线管道出现破坏。为探究填筑厚度及内水压力对供水管道稳定性的影响,选取太阳山供水工程典型管道断面为研究对象,采用数值仿真法,建立“双线管道-人工填土-地基”为一体的三维有限元模型,研究不同单层填筑厚度、内水压力对双线管道力学性能的影响。研究结果表明:随着土体填筑次数的增加和单层填筑厚度的增加,双线管道竖向位移逐渐增加,最大值为12.24 mm;单层填筑厚度增大,双线管道竖向位移增加速率较大;随着土体填筑次数的增加,双线管道拉、压应力均逐渐增大,最大值分别为0.148、0.568 MPa,土体填筑次数相同时,管片拉、压应力均随着单层填筑厚度增大而增加;内水压力为0.6 MPa时,左右线管道内、外侧环向变形、拉、压应力变化趋势基本一致,外侧应力小于内侧应力,其中拉应力分别减小了25%、20.1%,压应力分别减小了16%、18.2%;在土压力+内水压力共同作用下,内水压力增加,双线管道变形、压应力呈先减小后增加的趋势、拉应力逐渐增加。研究成果可为类似供水管道工程提供理论参考和依据。 展开更多
关键词 供水管道 数值模拟 填筑厚度 内水压力 力学特性
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某档案馆建设对邻近既有供水隧洞安全影响分析
3
作者 李远辉 陈小丹 +2 位作者 朱思军 罗国飞 关钊 《广东水利水电》 2025年第1期52-57,共6页
为分析某档案馆建设及运行对邻近既有供水隧洞安全的影响,采用MIDAS GTS构建三维有限元模型进行分析,模拟了档案馆从施工到运行的全过程对邻近既有供水隧洞安全的影响。结果表明,项目施工及运行过程中,对既有供水隧洞在各方向上的位移... 为分析某档案馆建设及运行对邻近既有供水隧洞安全的影响,采用MIDAS GTS构建三维有限元模型进行分析,模拟了档案馆从施工到运行的全过程对邻近既有供水隧洞安全的影响。结果表明,项目施工及运行过程中,对既有供水隧洞在各方向上的位移量均小于规范允许值,满足安全要求。 展开更多
关键词 深基坑支护 供水隧洞 有限元 安全影响
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基于隧洞工程涌水涌泥形成及预测探析
4
作者 张野 《黑龙江水利科技》 2025年第2期65-68,共4页
文章对于隧洞工程施工过程中涌水涌泥问题进行了深入研究,对其形成机理及影响进行了分析,同时对涌水量进行预测。通过对隧洞涌水点的分析,发现涌水点多发生在岩体的节理的位置和隧洞围岩的破碎带。分析认为,涌水涌泥的多发性和分布规律... 文章对于隧洞工程施工过程中涌水涌泥问题进行了深入研究,对其形成机理及影响进行了分析,同时对涌水量进行预测。通过对隧洞涌水点的分析,发现涌水点多发生在岩体的节理的位置和隧洞围岩的破碎带。分析认为,涌水涌泥的多发性和分布规律可能与围岩的岩性、构造和水文地质条件有关。因此,在隧洞工程施工过程中需要根据实际情况采取相应的施工方法和加固措施,以有效预防和处理涌水涌泥问题,以保证施工的顺利进行。 展开更多
关键词 涌水涌泥 机理 影响 隧洞工程 涌水量 预测 水洞
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水锤钻机应力释放法防范隧洞岩爆风险的试验研究与示范
5
作者 胡奎 《水利建设与管理》 2025年第1期49-54,共6页
在隧道施工中,岩爆会威胁施工人员的安全,是施工进程中的严重安全隐患。当前,岩爆预防和治理已成为国际性的技术难题,特别是在高强度岩爆频发的区域,其关乎隧道掘进机械(TBM)的安全与连续作业。为有效应对这一挑战,在引汉济渭岭南TBM第... 在隧道施工中,岩爆会威胁施工人员的安全,是施工进程中的严重安全隐患。当前,岩爆预防和治理已成为国际性的技术难题,特别是在高强度岩爆频发的区域,其关乎隧道掘进机械(TBM)的安全与连续作业。为有效应对这一挑战,在引汉济渭岭南TBM第二掘进段施工中采用水锤钻机进行超前应力释放试验。通过收集和分析试验数据,初步确定了在何种地质条件下需要实施水锤钻机超前应力释放孔,并制定了相应的施工参数。这些成果将为隧道施工的工程实践提供有力的参考依据,确保工程的安全高效推进。 展开更多
关键词 不良地质 TBM 岩爆 水锤钻机 超前应力释放
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灌区引水隧洞台阶法开挖力学响应规律研究
6
作者 张顺才 《水利技术监督》 2025年第4期157-161,共5页
引水隧洞的开挖方式对隧洞的施工安全至关重要。文章以某灌区引水隧洞为研究对象,采用有限元分析,研究隧洞在双台阶开挖方式下的变形响应规律。结果表明,开挖结束后隧洞表现出拱顶沉降,拱顶隆起,左右拱腰向外位移的“横鸭蛋”趋势。锚... 引水隧洞的开挖方式对隧洞的施工安全至关重要。文章以某灌区引水隧洞为研究对象,采用有限元分析,研究隧洞在双台阶开挖方式下的变形响应规律。结果表明,开挖结束后隧洞表现出拱顶沉降,拱顶隆起,左右拱腰向外位移的“横鸭蛋”趋势。锚杆支护将隧洞表层岩体锚固在深部稳定岩石上,改善了岩体应力状态;隧洞下台阶开挖后,最大位移有所减小,双台阶开挖有效的抑制了隧洞变形。研究结果为隧洞施工提供参考。 展开更多
关键词 引水隧洞 数值模拟 双台阶 变形规律
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黄家湾水利枢纽工程隧洞施工方案分析
7
作者 曹博 《陕西水利》 2025年第1期137-138,142,共3页
为了提高黄家湾水利枢纽摆山隧洞、坡老寨隧洞的施工质量,针对隧洞所处的岩溶地貌特点,对隧洞工程的涌水风险及涌水量进行分析预测,为后续施工提供参考。在施工过程中需要采取超前地质预报手段查明地质情况,如遇破碎带、涌水等情况可采... 为了提高黄家湾水利枢纽摆山隧洞、坡老寨隧洞的施工质量,针对隧洞所处的岩溶地貌特点,对隧洞工程的涌水风险及涌水量进行分析预测,为后续施工提供参考。在施工过程中需要采取超前地质预报手段查明地质情况,如遇破碎带、涌水等情况可采用预灌浆的手段进行处置;针对可能存在的暗河情况及其与隧洞空间分布特性,针对不同的空间关系提出了对应的解决措施。可指导下一步施工,同时可为类似工程施工提供参考。 展开更多
关键词 隧道施工 涌水 溶洞 灌浆
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综合物探法在输水隧洞沿线探查不良地质段的应用
8
作者 叶明 《黑龙江水利科技》 2025年第1期97-100,共4页
为探明某输水隧洞沿线断层破碎带规模及覆盖层厚度等不良地质情况,为后期工程建设提供参考依据,文章首先介绍了研究区域的地形、地质简况及地球物理特征,其次简述了电磁法(EH-4)、高密度电法的工作方法与技术,并将其运用于输水隧洞沿线... 为探明某输水隧洞沿线断层破碎带规模及覆盖层厚度等不良地质情况,为后期工程建设提供参考依据,文章首先介绍了研究区域的地形、地质简况及地球物理特征,其次简述了电磁法(EH-4)、高密度电法的工作方法与技术,并将其运用于输水隧洞沿线进行勘探,最后通过现场钻孔验证物探结果,研究结果表明综合物探方法在输水隧洞的勘查中,能够有效的识别出断层及其破碎带的规模等,可为类似工程前期地质勘察提供借鉴。 展开更多
关键词 综合物探法 电磁法 高密度电法 断层破碎带
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水库引水隧洞围岩流变力学特性影响研究
9
作者 付海蓉 《中国水能及电气化》 2025年第1期29-35,共7页
围岩流变力学特性是影响水工隧洞工程安全稳定的重要参量,通过引入西原本构模型构建围岩流变模型,对影响围岩流变力学特征的锚杆长度、围岩含水率展开分析。研究表明,锚杆长度对围岩流变力学特性的影响在超过3.5m后趋弱;同时围岩法向应... 围岩流变力学特性是影响水工隧洞工程安全稳定的重要参量,通过引入西原本构模型构建围岩流变模型,对影响围岩流变力学特征的锚杆长度、围岩含水率展开分析。研究表明,锚杆长度对围岩流变力学特性的影响在超过3.5m后趋弱;同时围岩法向应力所受的锚杆长度参数影响高于切向应力。围岩含水率只会在流变局部阶段产生影响效应,同时法向、切向应力所受的围岩含水率影响均较小。借助初支锚杆设计,更利于控制隧洞围岩流变发展。 展开更多
关键词 引水隧洞 围岩 流变 西原模型
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不同围岩等级下引水隧洞掘进过程围岩变形分析
10
作者 王忠元 王文婕 《陕西水利》 2025年第1期14-16,20,共4页
为掌握引水隧洞在不同等级围岩下的开挖变形机理,以某抽水蓄能电站引水隧洞为研究对象,采用有限元软件plaxis2d建立仿真模型,对隧洞掘进过程进行模拟,分析不同围岩等级下隧洞不同部位的围岩受力变形情况。结果表明,隧洞开挖过程中的稳... 为掌握引水隧洞在不同等级围岩下的开挖变形机理,以某抽水蓄能电站引水隧洞为研究对象,采用有限元软件plaxis2d建立仿真模型,对隧洞掘进过程进行模拟,分析不同围岩等级下隧洞不同部位的围岩受力变形情况。结果表明,隧洞开挖过程中的稳定性随围岩等级的降低而逐渐减弱,Ⅲ级、Ⅳ级围岩下的开挖变形量较小且较为接近,Ⅴ级围岩变形最大,其开挖时拱顶下沉6.47 mm,拱底隆起7.51 mm,拱脚水平位移3.71 mm,地表最大沉降3.71 mm,需要强化支护措施并加强监测频率。 展开更多
关键词 引水隧洞 围岩等级 开挖变形 数值模拟
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深埋软岩隧洞支护适应性分析
11
作者 濮永凯 鲁孟云 +2 位作者 张家锐 何予程 陈熊 《云南水力发电》 2025年第2期121-125,共5页
深埋高应力软岩隧洞围岩变形大、支护结构易受强扰动破坏而无有效控制措施,开展深埋软岩隧洞支护适应性分析是深埋软岩隧洞围岩大变形控制的关键所在。通过对锚杆、钢拱架、喷射混凝土的支护力、支护刚度进行分析,对初期支护的适应性进... 深埋高应力软岩隧洞围岩变形大、支护结构易受强扰动破坏而无有效控制措施,开展深埋软岩隧洞支护适应性分析是深埋软岩隧洞围岩大变形控制的关键所在。通过对锚杆、钢拱架、喷射混凝土的支护力、支护刚度进行分析,对初期支护的适应性进行评价,结果表明:锚杆、钢拱架及喷射混凝土联合支护为不协调支护,喷射混凝土支护刚度、支护力明显大于锚杆和刚拱架,可作为支护破坏的先兆和支护补强的优选;滇中某隧洞深埋时支护结构安全性低,而浅埋时支护结构又过于保守,可进一步优化设计参数。 展开更多
关键词 深埋软岩隧洞 软岩大变形 支护特征分析
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高内水压作用下透水衬砌—灌浆圈—围岩联合承载机理分析
12
作者 金俊超 景来红 +2 位作者 宋志宇 苏凯 白正雄 《水电能源科学》 北大核心 2025年第1期150-154,51,共6页
针对混凝土衬砌在高内水压下开裂渗漏问题,将隧洞概化为透水衬砌—灌浆圈—围岩厚壁圆筒模型,通过理论推导建立了考虑外水压力的水压致裂解析方法,实现了施作衬砌—充水加压—衬砌开裂全过程模拟。研究发现衬砌施作时承受外水压力作用,... 针对混凝土衬砌在高内水压下开裂渗漏问题,将隧洞概化为透水衬砌—灌浆圈—围岩厚壁圆筒模型,通过理论推导建立了考虑外水压力的水压致裂解析方法,实现了施作衬砌—充水加压—衬砌开裂全过程模拟。研究发现衬砌施作时承受外水压力作用,渗流为向洞内溢出;内压大于外压后,钢筋应力由压转为拉;衬砌开裂后,钢筋应力急剧增大—迅速下降—缓慢增加。开裂前衬砌与围岩处于相互挤压的状态,粘结力不影响衬彻结构受力;衬彻与围岩脱离后,衬砌与围岩单独承载,其变形和受力与粘结力无关。透水衬砌—灌浆圈—围岩模型与透水衬砌—围岩模型结果规律一致,但考虑灌浆后渗漏量显著下降。 展开更多
关键词 高压隧洞 透水衬砌 水压致裂 内水外渗 联合承载
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龙树隧洞穿越复向斜段涌突水特征及成因分析
13
作者 张雄云 黄靖宇 +2 位作者 杨艳娜 米健 田毅 《云南水力发电》 2025年第2期38-41,共4页
针对于滇中引水工程龙树隧洞穿越复向斜的涌突水问题,以水文地质学、水文地球化学与同位素水文学作为基础理论指导,分析隧洞的水害成因,并结合水化学与同位素的测试结果,揭示了隧洞涌水的补给来源、水循环强度及其与隧址区岩溶水的水力... 针对于滇中引水工程龙树隧洞穿越复向斜的涌突水问题,以水文地质学、水文地球化学与同位素水文学作为基础理论指导,分析隧洞的水害成因,并结合水化学与同位素的测试结果,揭示了隧洞涌水的补给来源、水循环强度及其与隧址区岩溶水的水力联系。结果表明:隧洞水害是由于施工揭露了复向斜内的承压水所致,水源主要为干海子组(T_(3g))中的裂隙水,含水层水循环过程相对缓慢,与区内岩溶水的水力联系较弱。 展开更多
关键词 隧洞工程 涌水分析 向斜构造 滇中引水 涌突水
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宝鸡峡引水隧洞下穿既有铁路线控制措施研究
14
作者 赵玮 张静 +2 位作者 王瑜 陆丽 朱才辉 《水利与建筑工程学报》 2024年第6期1-8,共8页
为了研究新建隧洞对下穿既有铁路路基的影响,以宝鸡峡引水隧洞下穿陇海铁路线为研究背景,采用数值模拟方法,系统分析地层劣化程度、盾构施工参数、加固措施对铁路路基的沉降规律及盾构管片的力学响应。结果表明:引水隧洞围岩劣化系数降... 为了研究新建隧洞对下穿既有铁路路基的影响,以宝鸡峡引水隧洞下穿陇海铁路线为研究背景,采用数值模拟方法,系统分析地层劣化程度、盾构施工参数、加固措施对铁路路基的沉降规律及盾构管片的力学响应。结果表明:引水隧洞围岩劣化系数降低至0.7时,铁路路基沉降增加约16%,衬砌拉压应力分别增加约4%和9%;随着盾构土舱压力和推力的增加,路基沉降分别减小约79%和4%,衬砌拉应力分别增加约55%和44%;随着注浆压力增加,路基沉降减小约26%;超前注浆圈厚度增大,可控制沉降降低19%,D型施工便梁型号越高,铁路路基的沉降越小,最低降至2.8 mm。在盾构掘进期间应避免盾构机过度扰动地层,采取地层超前注浆的加固圈厚度宜控制在2 m以内或采取D20型施工便梁加固既有铁路线。 展开更多
关键词 引水隧洞 盾构施工 铁路线 控制措施 沉降
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不同施工工法下水工隧洞支护结构位移对比分析
15
作者 吴继想 孙森 +1 位作者 陈舒 邢健 《四川水利》 2025年第1期25-28,47,共5页
文章旨在对比分析隧洞开挖中常用的两种工法——三台阶法和全断面光面爆破法,通过对其在喷混支护结构和二次衬砌结构中的变形位移进行深入研究,得出两者在隧洞开挖过程中的优劣及适用性。研究结果显示,两种工法均能有效控制围岩变形,保... 文章旨在对比分析隧洞开挖中常用的两种工法——三台阶法和全断面光面爆破法,通过对其在喷混支护结构和二次衬砌结构中的变形位移进行深入研究,得出两者在隧洞开挖过程中的优劣及适用性。研究结果显示,两种工法均能有效控制围岩变形,保障隧洞施工安全。其中,全断面光面爆破法在喷混和二次衬砌的变形控制上优于三台阶法,特别是在底板位移控制和位移分布均匀性方面表现更佳。该研究为类似地质条件下的隧洞开挖提供了理论支持和实践指导,有助于优化施工方案,提高施工效率,确保隧洞建设的安全性和经济性。 展开更多
关键词 开挖工法 台阶法 光面爆破法 方案决策 支护结构 位移分析
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水工隧洞自密实混凝土关键制备技术研究
16
作者 何卓洺 《陕西水利》 2025年第3期156-158,共3页
为了提高水工隧洞施工质量,对水工隧洞自密实混凝土的关键制备技术开展研究。结果表明:混凝土扩展到500mm需要时间为5.1s,混凝土扩展度640mm,混凝土J环差值10mm,混凝土L箱(H/H)0.89,混凝土含气量4.1%,混凝土56d抗压强度50.1MPa,耐久性... 为了提高水工隧洞施工质量,对水工隧洞自密实混凝土的关键制备技术开展研究。结果表明:混凝土扩展到500mm需要时间为5.1s,混凝土扩展度640mm,混凝土J环差值10mm,混凝土L箱(H/H)0.89,混凝土含气量4.1%,混凝土56d抗压强度50.1MPa,耐久性能良好。同时,总结水工隧洞自密实混凝土施工要点,从混凝土搅拌运输至浇筑,涉及各个环节关键因素控制,以期指导工程项目实践。 展开更多
关键词 水工隧洞 自密实混凝土 配合比 性能 常见问题 措施
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滇中引水工程凤屯隧洞典型软岩洞段衬砌结构安全分析
17
作者 王爱东 李树芳 +3 位作者 杨鹏靖 向天兵 杨小龙 马建伟 《云南水力发电》 2025年第2期59-63,共5页
滇中引水工程是以隧洞为主的长距离引调水工程,软岩大变形是隧洞施工面临的关键技术难题之一,以楚雄段“滇中红层”软岩最具代表性。选取楚雄段凤屯隧洞典型软岩洞段,根据开挖揭露的实际地质条件,通过“荷载-结构法”和“地层-结构法”... 滇中引水工程是以隧洞为主的长距离引调水工程,软岩大变形是隧洞施工面临的关键技术难题之一,以楚雄段“滇中红层”软岩最具代表性。选取楚雄段凤屯隧洞典型软岩洞段,根据开挖揭露的实际地质条件,通过“荷载-结构法”和“地层-结构法”两种方法复核、评价衬砌结构的安全性。计算结果表明,衬砌结构承载能力和裂缝宽度满足规范要求;考虑流变作用下隧洞衬砌结构整体处于受压状态,结构应力和变形均不大,衬砌安全性可以保证。 展开更多
关键词 隧洞 软岩大变形 衬砌结构 安全分析 滇中引水
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综合勘察方法在合江支洞地质勘察中的应用
18
作者 赵晖 詹坚鑫 《广东水利水电》 2025年第2期98-103,共6页
为查明合江支洞的工程地质条件及水文地质条件,评价其主要工程地质问题,在综合工程地质勘察的理论指导下,先进行区域背景及区域资料、地质资料的分析,初拟本工程区的地质结构,然后采用地质测绘、综合物探、钻探、现场水文地质试验等方法... 为查明合江支洞的工程地质条件及水文地质条件,评价其主要工程地质问题,在综合工程地质勘察的理论指导下,先进行区域背景及区域资料、地质资料的分析,初拟本工程区的地质结构,然后采用地质测绘、综合物探、钻探、现场水文地质试验等方法,综合分析勘察资料,并充分利用施工期揭露资料,动态勘察,相互验证完善最终建立地质结构,查明了隧洞存在的主要工程地质问题,为设计提供详实的地质资料,达到了“以最合适的勘探量提交高质量的勘察成果”的目的,对同类工程具有参考和借鉴意义。 展开更多
关键词 隧洞 工程地质条件 综合工程地质勘察 地质结构 动态勘察
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输水隧洞穿越断层破碎带TBM施工过程研究
19
作者 张玉婷 张程程 李悦 《海河水利》 2025年第2期103-106,110,共5页
输水隧洞施工过程中围岩变形影响隧洞整体稳定性,以某输水隧洞为研究对象,利用HSP217超前地质预报仪对隧道地质进行预报,进一步通过数值软件建立输水隧洞三维数值模型模拟全断面施工过程,获得施工过程中隧洞拱顶、拱腰和拱底的变形规律... 输水隧洞施工过程中围岩变形影响隧洞整体稳定性,以某输水隧洞为研究对象,利用HSP217超前地质预报仪对隧道地质进行预报,进一步通过数值软件建立输水隧洞三维数值模型模拟全断面施工过程,获得施工过程中隧洞拱顶、拱腰和拱底的变形规律。通过布置不同监测断面,进一步研究破碎带存在对输水隧洞变形稳定性的影响。研究表明,桩号T50+250-T50+450段内的地震波反射界面明显,周围背景值有明显差异,结构面组数较多且杂乱无序,可判断为断层破碎带及影响带。掌子面接近破碎带过程中,隧洞变形变化较小,当掌子面穿越破碎带时,隧洞变形迅速增大;隧洞施工影响范围划分为几乎无影响区(>3D)、弱影响区(1D~3D)和强影响区(<1D);在隧洞穿越断裂破碎带时,隧洞围岩变形的空间效应会显著放大,必要时可采取加固措施。研究方法和内容可为类似工程提供指导和经验。 展开更多
关键词 破碎带 输水隧洞 有限元分析 隧洞变形
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相邻无压引水隧洞合理间距浅析
20
作者 李向东 《山西水利科技》 2024年第2期1-3,共3页
通过有限元分析,对隧洞规范和工程经验中的双洞间距进行了验证,总结了不同间距双引水隧洞围岩稳定和结构受力规律。
关键词 引水隧洞 间距 衬砌 应力
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