隧道底部溶洞顶板安全厚度预测模型
路基溶洞稳定性评价及整治措施
路基溶洞稳定性评价及整治措施摘要：路基溶洞稳定性的评价对道路路基工程具有十分重要的意义，本文首先介绍了国内外普遍使用的几种路基溶洞稳定性评价方法，然后着重阐述了我国比较常见的几种路基溶洞处理方法。
关键词：路基溶洞；稳定性；评价；治理我国地域辽阔，岩溶分布广泛，具有多种发育类型，在碳酸盐分布地区存在着许多形状各异、大小不等的溶洞，在公路建设当中，含有溶洞的路基在交通荷载以及附加荷载的作用下，极有可能导致溶洞坍塌，引起道路路基或公路附属构筑物的开裂、下沉或塌陷。
在岩溶地区进行公路铺筑一直是公路建设方面面临的一个重大难题，在外荷载特别是车辆荷载的作用下，溶洞往往会因失稳而产生坍塌，发生坍塌的时间和空间很难预测，因此路基溶洞稳定性的评价成为公路工程建设中至关重要的一个问题。
1稳定性评价随着实际工程经验的不断积累和科研人员的研究不断深入，路基溶洞稳定性的评价方法及体系已日益成熟。
传统的路基溶洞稳定性评价方法就是从溶洞的性质和应力的分布着手，研究溶洞的破坏机理、塌陷的空间分带性，观测地表的移动和变形量，计算后期的位移预测，评价路基溶洞的稳定性。
目前较常用的方法有定性分析法和半定量分析法。
随着近年来计算机的发展，数值模拟计算方法也有了长足的发展，成为岩石力学研究和工程计算的重要方法，对路基溶洞的研究也取得了较多的研究成果。
现在的数值模拟方法主要有有限单元法、有限差分法、离散法、边界元法、半解析解法、以及以上方法的耦合。
绝大多数数值模拟计算法均可用于评价路基溶洞的稳定性。
1.1定性评价法定性评价法多用于初期勘探阶段选择场地和一般的地基稳定性分析评价。
定性评价法可以根据岩溶洞及围岩的边界条件，对溶洞稳定性的影响因素进行综合分析从而做出初步评价，这些影响因素主要包括岩性及岩层厚度、岩体产状、裂隙状况、顶板情况、洞穴形态与埋藏条件、充填情况和地下水等。
但是路基溶洞稳定性的评价是一项全面、复杂的系统工作，稳定性的各个影响因素之间具有一定的关联性，各个影响因素影响程度的描述也只是定性描述，难以使用确定性的方法评价出公路路基岩溶顶板的稳定性。
岩溶地区桩基持力层岩层安全厚度计算方法探讨
岩溶地区桩基持力层岩层安全厚度计算方法探讨摘要：针对岩溶区桩基安全厚度问题，结合混凝土板受力特性，运用规范受冲切构件计算方法，通过推导得出桩基理论安全厚度，论文推导过程简单，受力方式明确，通过与其他计算方法结果比较，表明合理可行。
关键词：桩基岩溶安全厚度引言:岩溶地区桥梁，尤其串珠岩溶路段的桥梁桩基设计有一定的特殊性。
有时桩基穿过上层的溶洞，且嵌岩深度已满足受力要求，但在桩端的底下一定范围内还有溶洞存在，当桩基存在下伏溶洞或软弱下卧层时常发生冲切破坏[1]。
如果要求桩基穿过地下所有溶洞，则桩将非常长，很不经济；如桩不穿过下层溶洞，为保证桩基的安全，则要求桩底到下层溶洞之间的顶板厚度必须满足一定的要求。
若顶板厚度过小，则上部荷载长期作用下，易造成顶板破坏，从而使桥梁产生过大沉降或不均匀沉降，甚至发生倒塌。
2 岩层安全厚度常用冲切模型2.1 文献[2]方法文献[2]认为，在工程实际中，拉应力与剪应力各自发挥程度尚不清楚，为安全起见，即冲切面上应力的总和与桩端阻力相平衡的条件，得到桩端岩层的安全顶板厚度确定模型如下。
2.1.1按台侧岩层抗拉破坏模式假定破坏锥台处于极限平衡状态时，冲切圆锥台侧表面上的抗拉应力得到充分发挥，而不计抗剪应力的作用，如图1所示，图中σvr为持力层上伏土压力。
图1 冲切锥体拉断破坏模式根据力学静力平衡条件（不计锥台自重），导得：式中：h为桩端持力层岩层厚度（m）;d为桩基直径（m）;σt为岩石抗拉强度(kpa);k1为按抗拉模型计算的桩端持力岩层的安全系数，σb为桩端应力(kpa)。
2.1.2按台侧岩层抗剪切破坏模式假定破坏锥台处于极限平衡状态时，冲切锥台侧表面上的抗剪应力得到充分发挥，此时不计抗拉应力的作用，圆锥台受力状态如图2所示。
图2 冲切锥体剪切破坏模式根据力学静力平衡条件（不计锥台自重），导得：式中：τr为岩石抗剪强度(kpa);k2为按抗剪模型计算的桩端持力岩层的安全系数，其他同上。
ansys隧道开挖+衬砌——锚杆+溶洞
图 3-56 定义角度单位对话框 7）定义单元类型： a.定义 BLEAM3 单元：Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete，弹出 “Element Types”单元类型对话框，如图 3-57 所示，单击“Add”按钮。弹出“Library of Element
图 3-65 线弹性材料模型对话框
图 3-66 材料密度输入对话框
图 3-67 定义 DP 材料对话框
图 3-68 定义完衬砌材料属性后对话框
图 3-69 定义材料编号对话框 b.定义围岩材料属性：在图 3-68 对话框中，单击“Material> New Model…”， 弹出一个
“Define Material ID”对话框，如图 3-69 所示，在“ID”栏后面输入材料编号“2”，单击“OK” 按钮。弹出一个定义材料模型对话框对话框，选中“Material Model Number 2”，和定义混凝 土材料一样，在右边的栏中连续双击“Structural> Linear> Elastic>Isotropic”后，又弹出一个 “Linear Isotropic Properties for Material Number 2”对话框，在该对话框中“EX”后面的输 入栏输入“3.69E9”，在“PRXY” 后面的输入栏输入“0.32”，单击“OK”。再选中“Density” 并双击，弹出一个“Density for Material Number 2”对话框，在“DENS”后面的栏中输入隧 道围岩材料的密度“2200”，再单击“OK”按钮，弹出一个定义材料模型对话框。
隧道开挖不均匀收敛引发地层位移的预测模型
隧道开挖不均匀收敛引发地层位移的预测模型摘要：在隧道施工引发的地层位移预测中，随机介质理论法是在我国应用较为普遍的有效方式之一。
在目前的随机介质理论法中，均假定地层位移是由于隧道开挖断面的均匀收敛变形引发，本文以为隧道收敛模式一样为不均匀，推导了各类断面在不均匀收敛模式下的计算公式，并补充推导了矩形、马蹄形断面的计算公式。
通过算例的比较，以为均匀与不均匀收敛这两种情形关于埋深越浅的隧道，计算结果不同越大，建议在工程中适当考虑隧道断面收敛形式以考虑实际位移情形或隧道施工工法等的阻碍。
关键词：隧道；地铁；地层位移；沉降槽；随机介质理论；收敛变形0 引言随着城市地铁建设高潮的兴起，地下隧道开挖引发的地层位移问题成为我国岩土工程领域普遍关注的问题。
波兰学者李特威尼申（Litwiniszyn J）于 20 世纪 50 年代基于采矿沉陷问题提出的随机介质理论，通过我国阳军生、刘宝琛[1-2]等学者的进一步进展和完善，被引入城市地铁隧道开挖引发的地表沉降的预测当中，与目前普遍应用的经典的 Peck 公式一路，成为目前国内工程中应用普遍的简便有效方式。
在随机介质理论方式中，假定地层沉降槽均是由于隧道收敛变形引发。
通过对隧道收敛变形形式的假定，积分计算地层位移。
阳军生等人推导了圆形和椭圆形两种断面的隧道在均匀收敛假定下的预测模型与公式[1-2]。
后的有关随机介质理论法的研究中，一样均假定隧道产生均匀收敛，由此计算地层位移[3-4]。
依如实测资料的研究[5]，不同隧道类型（例如盾构、浅埋暗挖等）引发的地层位移有类似的特点，例如均符合高斯散布的特点。
本文以为地层瞬时位移的缘故仍是由于应力的释放，因此假定关于有必然的埋深的情形，隧道的类型、开挖的工法、步序等对地面变形的形态可不能有明显的阻碍，以为不同的施工方式的阻碍能够通过计算参数（例如Peck公式中的地层损失率或随机介质理论法中的半径收缩）来反映。
本文在此基础上，将更为接近实际的隧道不均匀收敛形式引入分析模型，推导了圆形、椭圆形、矩形、马蹄形几种常见隧道断面形式的非均匀收敛变形下的地层位移积分公式，使随机介质理论方式加倍趋于合理，增强了它的工程有效性。
喀斯特地貌区隧道与隐伏充填溶洞临界安全距离分析
喀斯特地貌区隧道与隐伏充填溶洞临界安全距离分析王万锋 1，杨永泰 2，陆钰铨 3，赵楚军 1，崔鹏杰 1，邱军领2（1. 中铁建云南投资有限公司, 云南 昆明 650000；2. 长安大学公路学院, 陕西 西安 710064；3. 浙江数智交院科技股份有限公司, 浙江 杭州 310030）摘 要：当隧道施工穿越喀斯特地貌发育区时，隧道应与溶洞保持一定的距离，确保隧道围岩及支护的稳定性。
为探究隧道与岩溶的临界安全距离，综合采用理论计算与数值试验方法，基于强度理论，建立不同部位充填溶洞（顶部、底部、侧部）临界安全距离的计算模型，推导出隧道与环向不同位置溶洞临界安全距离计算公式；采用FLAC 3D 软件建立环向不同位置溶洞与隧道间的临界安全距离数值模型，基于正交试验设计方法，分析了围岩级别、溶洞水压、溶洞尺寸对临界安全距离的影响规律和显著性。
结果表明：隧道与环向不同部位溶洞间的临界安全距离均随围岩级别、溶洞水压及溶洞尺寸的增大而增大，综合影响程度从大到小可排序为围岩级别＞溶洞水压＞溶洞尺寸；结合试验结果的非线性多元回归分析建立了临界安全距离预测公式；最后将研究成果应用于阳宗隧道项目来验证临界安全距离预测模型的合理性及适用性。
关键词：岩溶隧道；临界安全距离；强度理论；数值模拟；正交试验；回归分析中图分类号：U452.11 文献标识码：A 文章编号: 1001 − 4810 （ 2023 ） 06 − 1282 − 12开放科学 （ 资源服务 ） 标识码 （ OSID ）：0 引 言溶洞作为岩溶隧道中最常见的不良地质体，特别是在云、贵、桂和川、湘、鄂地区的岩溶地层中，通常发育着大量的溶洞群，我国交通建设迅猛发展，必将要在岩溶发育地区修建隧道[1−2]。
已有实践表明，在富水岩溶发育地区修建隧道，随着隧道掘进不断接近致灾性岩溶，可能发生围岩失稳，结构破坏，甚至突泥突水灾害[3−5]，因此为了保证隧道围岩与结构的稳定，预防岩溶灾害的发生，有必要对岩溶与隧道的临界安全距离进行研究。
《岩溶隧道地质预报》课件
经验总结： 地质预报是 岩溶隧道施 工的重要保 障，需要综 合运用多种 方法进行预
报。
某城市地铁岩溶隧道地质预报案例
城市背景：某城市位于岩溶发育地区，地质条件复杂
隧道概况：地铁隧道穿越岩溶发育区，长度约10公里
地质预报方法：采用地质雷达、地震波反射法等先进技术进行预报
预报结果：成功预报了隧道内的岩溶发育情况，为隧道施工提供了科 学依据
岩溶隧道地质预 报主要包括对隧 道周围的岩溶发 育情况、岩溶形 态、岩溶稳定性 等进行预测和预 报。
岩溶隧道地质预 报的目的是为了 保障隧道施工的 安全，提高隧道 施工的效率和质 量。
岩溶隧道地质预 报的方法主要包 括地质调查、物 探、钻探、监测 等。
岩溶隧道地质预报的重要性
保障隧道施工安全：准确预报岩溶发育情况，避免隧道施工过程中发生坍塌、涌水等事故
性质和规模。
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应用范围：广泛应用于岩 溶发育地区的隧道施工， 对于岩溶发育规律和岩溶 发育形态的预测具有重要
的指导意义。
超前钻探测技术原理
利用钻孔揭示岩溶发育情况 确定岩溶隧道施工中的超前钻孔深度和间距 依据钻孔揭示的岩溶发育情况，分析岩溶发育规律 预测隧道前方岩溶发育情况，为隧道施工提供依据
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岩溶隧道地质预报
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 岩溶隧道地质预报概述 岩溶隧道地质构造特征 岩溶隧道超前钻探测技术 岩溶隧道地质预报实践案例 岩溶隧道地质预报技术展望
01
添加目录项标题
02
岩溶隧道地质预报概述
岩溶隧道地质预报的定义
岩溶隧道地质预 报是指在隧道施 工过程中，对隧 道周围的岩溶地 质情况进行预测 和预报，以避免 隧道施工过程中 发生地质灾害。
溶洞内超厚回填路基沉降监测与预测研究
溶洞内超厚回填路基沉降监测与预测研究
李明
【期刊名称】《山东建筑大学学报》
【年(卷),期】2022(37)2
【摘要】西南山区岩溶广泛分布,增大了高铁隧道建设时揭露大(巨)型溶洞的风险,黔张常铁路DK53+678高山隧道巨型溶洞是我国首个穿越百米隧道的溶洞,具有溶洞空腔大、稳定性差、岩溶堆积物厚等施工难点,处置难度极大,“洞砟回填+上部注浆加固”的综合处置方法得到应用。
针对超厚洞砟回填体沉降问题,建立了表层和分层沉降监测系统。
结果表明:回填体沉降与施工荷载相关性高,洞砟回填体上部注浆加固可减少表层沉降量并缩短沉降收敛时间。
对比分析指数模型、抛物线模型和双曲线模型等经典沉降模型,结合回填体分层沉降规律及注浆减沉作用,提出双指数模型以预测沉降,其预测结果与沉降监测值吻合良好,更能真实地反映“洞砟回填+上部注浆加固”处置条件下的回填体沉降规律。
【总页数】8页(P87-94)
【作者】李明
【作者单位】中铁建大湾区建设有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U25
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道路路基溶洞稳定性分析办法综述王越
道路路基溶洞稳定性分析办法综述王越发布时间：2021-08-09T03:40:30.676Z 来源：《防护工程》2021年11期作者：王越[导读] 随着近年来国家越来越多的工程建立在溶洞地基上，溶洞地基的稳定性评价便成了工程安全中最重要的问题之一。
陕西省东庄水利枢纽工程建设有限责任公司陕西省西安市 710000摘要：为了研究路基岩溶病害的治理综合运用多种调查方法了解场地路基的工程地质情况。
经过分析，岩溶水是影响溶洞产生的主要因素，溶洞是影响路基稳定性的主要因素，即对此提出了具体分析方案，该方案对实际类似工程有一定的借鉴作用.关键词：路基；岩溶；稳定性；一、引言随着近年来国家越来越多的工程建立在溶洞地基上，溶洞地基的稳定性评价便成了工程安全中最重要的问题之一。
目前，对于溶洞地基的稳定性评价，国外有学者将岩溶和结构作为一个系统，用可靠度的方法对岩溶和结构2个子系统分别进行分析，再通过调查对岩溶灾害进行预测评价，得到了较好的结果。
国内则大多根据《铁路工程地质手册》与《岩土工程勘察规范》有关规定[1-2]和一些经验公式进行相关验算的方法来进行评价，汤新福[]指出影响溶洞地基稳定性的因素主要三种表现形式路基岩溶水、路基岩溶塌陷、岩溶路基不均匀沉降并对分析方法及治理措施进行了探讨。
将岩溶路基塌陷的原因分为两种，即:空隙岩土体与岩溶水运动造成的物质运移;对溶洞稳定性分析方法进行了归纳总结，没有考虑下覆溶洞的规模尺寸、地基土层等因素对地基稳定性的影响，由于影响溶洞地基性稳定性的因素众多，，使得溶洞地基稳定性评价结果的准确性受到了影响。
二、溶洞顶板稳定性评价影响溶洞洞体顶板稳定的因素很多，岩溶空洞实质上是一种自然水动力开挖的隧道，故可将其视为隧道模型，采用各种简化方法进行研究和评价。
近年来在该领域内的研究取得较大进展，对岩溶空洞地基稳定性的分析评价经历了从定性-半定量-定量的过程。
2.1定性评价法；定性评价法多用于初步勘察设计阶段和一般的岩石基础稳定性分析评价。