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炭质板岩隧道大变形及施工技术研究: 2025年; 文章首先分析了炭质板岩隧道的施工特性及大变形特征,然后提出了一系列技术措施,包括采取导向墙变形控制、隧道围岩注浆固结、CRD施工工法等,以有效控制大变形问题,提高隧道工程的安全性和质量。研究结果表明,通过优化预应力树脂锚杆支护系统、支护材料选择及支护结构参数,并引入掌子面玻璃纤维锚杆预加固技术,可以进一步提升隧道的稳定性,有效减少隧道变形量,提高施工效率,为炭质板岩隧道的施工安全和质量提供有力保障。; 唐怀俊; 关键词：炭质板岩隧道工程

一种高地应力炭质板岩隧道分级支护方法: 本发明公开了一种高地应力炭质板岩隧道分级支护方法，包括以下步骤：S1、在隧道掌子面施作地应力释放孔来预测大变形等级，确定预留变形量；S2、对掌子面拱墙部分施作超前小导管进行超前预加固；S3、开挖隧道；S4、施作初期支护，...; 彭涛任东兴何蕃民严涛刘宇陈虎易富民陈艳李彬嘉

炭质板岩隧道大变形控制施工技术: 2024年; 隧道工程建设中,软岩大变形是一种常见的地质灾害,这种灾害的出现往往会导致隧道结构的破坏,进而影响到隧道的正常使用。软岩大变形问题通常是由于软岩的强度和稳定性不足引起的[1]。某铁路隧道开挖后揭示的围岩为陡倾极薄层板岩、千枚岩、炭质板岩等不良地层,其岩体极为破碎,岩石抗压强度低,变形往往持续时间长,若采取的支护措施不到位极易发生侵限情况[2]。针对该铁路隧道已陆续出现一、二级软岩大变形的段落,为了进一步提高软岩大变形应对处置的及时性和有效性,保障隧道施工安全,对施工现场实施的隧道软岩大变形分级判识标准及变形控制措施进行了总结,旨在指导现场施工,防止隧道变形严重甚至侵限的现象发生。; 余春模孙慕楠; 关键词：炭质板岩隧道大变形施工技术

常规压缩下炭质板岩各向异性力学特征: 2024年; 为探究层理倾角对炭质板岩力学特性的影响,开展不同层理倾角炭质板岩单轴和三轴压缩试验,研究层理倾角对炭质板岩强度、变形参数以及破坏形态的影响规律,并采用ABAQUS有限元软件建立内聚力模型进行数值模拟分析。研究结果表明:压缩过程中,不同层理倾角炭质板岩的应力随应变的演化过程呈压密、似弹性变形、破坏跌落3个阶段;三轴压缩下炭质板岩的应力-应变曲线几乎没有表现出压密阶段的特征,且随着围压增大,逐渐呈延性破坏特征;单轴压缩状态下,层理倾角为0°时炭质板岩表现出穿过层理面的剪切破坏,层理倾角为30°、45°时表现出沿层理面产生破坏面的弱面剪切破坏,层理倾角为90°时呈张拉-剪切破坏,不同层理倾角炭质板岩的破坏形态受层理倾角控制较强,受围压控制较弱;不同层理倾角炭质板岩的强度和变形参数均表现出各向异性特征,但各向异性程度不同,不同围压下炭质板岩峰值强度的各向异性比均在1.5以上,而弹性模量的各向异性比均在1.2~1.35;通过强度与围压的关系计算得出了炭质板岩的抗剪强度指标,其中黏聚力表现出明显各向异性。研究成果可为深埋炭质板岩隧道围岩失稳防控提供理论基础。; 胡涛涛张哲昊王栋; 关键词：炭质板岩各向异性

炭质板岩隧道围岩变形特征及控制技术研究: 朱开宬

炭质板岩隧道隧底结构裂损机理研究: 2024年; 炭质板岩遇水软化、泥化,稳定性差,是典型的软岩地层。施工期内炭质板岩隧道易发生变形,进而出现病害问题,严重影响隧道施工进度与安全。以西南地区某在建隧道为依托工程,针对隧底结构病害段所处的炭质板岩地层,通过室内材料物相组成分析试验,明确该段地层炭质板岩以石英、绿泥石等具有遇水易软化及膨胀特性的矿物为主要组成成分,得出炭质板岩大变形产生的原因。建立基于扩展Drucker-Prager准则的有限元精细化网格分析模型,获得不同剪胀角条件下隧道结构底部的裂损形态及周边围岩塑性区分布。数值仿真结果和现场实际裂损情况对比表明,有限元结果与实际隧底结构病害特征吻合良好。; 刘庆贺; 关键词：隧道炭质板岩有限元分析裂损

高应力炭质板岩隧道开挖支护结构受力评价研究被引量：3: 2024年; 为探究高应力下炭质板岩隧道开挖过程中围岩位移、支护结构内力变化规律,依托渭武高速木寨岭公路隧道,采用有限差分软件FLAC3D建立三台阶七步开挖法下炭质板岩隧道的数值模型,提出强、中、弱3种支护方案;分析开挖距离对围岩位移、支护结构内力等因素的影响,并对支护设计参数合理性评价。研究结果表明:开挖过程中围岩累计沉降和收敛变形量比较:强支护<中支护<弱支护;开挖相同距离下,随着支护强度上升,支护提供的弹性抗力越强,围岩沉降和收敛变形减小;以强支护为例,支护结构轴力呈现先增大后减小的趋势,最终轴力不断上升但趋势变缓的特征,开挖距离50 m趋于稳定;支护设计参数评价时,开挖距离(50 m)结束,强、中、弱3种方案钢架受压安全系数最小值分别为3.903、3.718、3.264,#1拱顶处强支护钢架较喷射混凝土先破坏,混凝土安全系数最小值分别为3.491、2.987、2.666,#2左拱腰处喷射混凝土较钢架先破坏,故选择中支护方案,材料I25b×C25、初衬厚度26 cm、钢架距离0.8 m。研究成果可为类似软岩隧道开挖和支护结构的设计提供一定参考。; 胡涛涛高咸超王青松谢江胜涂鹏; 关键词：炭质板岩围岩位移数值模拟

考虑层理倾角的炭质板岩蠕变损伤本构模型: 2024年; 针对层状岩体的各向异性特征,以炭质板岩为研究对象,开展不同层理倾角炭质板岩的蠕变力学试验.基于蠕变试验结果,建立可以描述不同层理倾角炭质板岩加速蠕变的改进Nishihara非线性损伤蠕变本构模型,推导该模型的一维、三维本构方程.研究结果表明,炭质板岩的蠕变过程存在明显的应力阈值.当应力小于阈值时,炭质板岩只发生衰减蠕变;当应力达到或大于阈值时,开始发生稳态蠕变;当应力达到或超过破坏应力时,炭质板岩发生加速蠕变并发生蠕变破坏.模型参数反演辨识结果表明,改进Nishihara蠕变模型能够很好地描述炭质板岩的整个蠕变过程.基于参数辨识结果,对模型参数与围压和层理倾角的关系进行探讨,得到损伤参数c与层理倾角的关系式,分析损伤参数d与黏滞系数对加速蠕变阶段的影响.; 胡涛涛贺韶君王栋; 关键词：炭质板岩蠕变特性本构模型

炭质板岩冻融后蠕变特性试验及损伤模型研究被引量：1: 2024年; 为了揭示炭质板岩冻融后蠕变力学,以汶川-马尔康高速公路卓克基隧道炭质板岩为研究对象。开展了不同冻融循环次数下的三轴压缩蠕变试验。假设岩石受荷载作用下的时效损伤服从Weibull概率密度分布,由此定义受荷损伤变量,依据唯象损伤力学理论定义冻融损伤变量,考虑冻融与应力的耦合效应,构建冻融、受荷总损伤变量。基于炭质板岩蠕变行为表现,确定H-H|N-N|S蠕变模型结构,基于此进行了损伤演化,得到一个新的可反映冻融与应力耦合的蠕变损伤模型,拓展为三维应力状态。给出模型参数求解方法,并分析了损伤演化规律,采用所建模型识别炭质板岩蠕变数据,引入一个传统模型进行了对比,分析模拟对比曲线,验证新模型的可行性和合理性。结果表明:炭质板岩的蠕变试验曲线呈“台阶形”,轴向应变随着时间增长而递增;随着冻融作用的增强,长期强度随之递减,冻融循环作用可能会降低岩石蠕变破坏的难度;新模型对炭质板岩蠕变行为的模拟效果较好,平均R^(2)达0.9878,证明了新模型描述炭质板岩冻融后蠕变特性的可行性。冻融作用的加强,使得炭质板岩内部结构的损伤发展更快,对岩石蠕变破坏起一定促进作用。; 刘国民黄梅陈华姬云平; 关键词：隧道工程蠕变特性炭质板岩冻融

薄层炭质板岩地层大变形隧道支护结构受力特征研究: 随着西部交通基础设施的不断发展,复杂地质条件下的超长、深埋隧道工程不断涌现,而高地应力软岩隧道大变形灾害是制约隧道建设的重点和难点之一。以岷县炭质板岩地层隧道工程为依托,开展薄层软岩地层围岩压力和支护结构内力的现场测试,...; 王学海孙战军李小明; 关键词：深埋隧道炭质板岩围岩变形支护结构

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