看了篇文章的确不错，贴出来共同学习一下（源自
http://www.863p.com/transportation/transporttransit/200609/6841.html）
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,"(G 摘 要 通过对地下工程围岩稳定性分析的历史回顾及在工程实践中存在问题的分析,阐述在地下工程围岩稳定性分析中应避免追求精确的计算,提倡探索新的研究思想与研究方法。
:5,~CtF5 ` 地下工程的稳定问题亦即围岩的变形与破坏问题。顶板塌落、边墙挤入、底板隆起、围岩开裂、突发岩爆、支护折断等都是围岩不稳定的显现。但从永久性地下建筑物及地下空间利用的类型看,由于使用要求或标准不同,稳定性的定义就会有差异。围岩稳定性分析方法主要有:块体理论支持的分析方法,主要用于裂隙岩体的稳定分析中;模型试验方法,多用于重要的难以用现场试验方法解决的复杂工程;数值分析法,基于某种力学模型和分析理论对围岩进行稳定性分析的方法,是目前应用较广泛的一种分析方法,它根据力学模型和分析思想的不同又分为有限元分析、边界元分析、位移反分析等。
6dR+qJa6i 目前,在地下工程施工领域中,存在着一种倾向,即追求高精度的数值计算及数学方法的深奥,花了大量的精力、财力和时间去从事复杂而繁琐的数值计算,而放松了对地下工程特殊性的思考,忽略了对问题整体性的理解。
W~;Jsd=f 1 地下工程的特点
_d5:Y 地下工程涉及到地理与地质环境因素、工程因素、社会经济水平、材料科学发展水平、施工过程控制水平以及地下工程在国民经济中的地位等因素。地理与地质环境本身就是复杂的,它是天然的介质(涉及地应力、地下水、岩性、地质结构、地质构造),很少有地质条件完全相同的两个工程;工程因素则是指工程规模、断面形状与尺寸、施工技术、过程控制、环境控制、工程材料、人、机、料的协调水平等。工作面在时间和空间上的动态性,技术发展的历史性均增加了地下工程的复杂程度。岩石这种特殊的材料组成和结构的复杂性,还远远没有被人们认识透,它远不像金属等均质材料那样简单。这种状况导致了开挖技术的理论研究至今只能停留在简单的结构分析和孤立的固体力学和数值分析的领域。
\ +%~7Bi]z 地下工程的地理与地质环境、投资水平、设计水平、承建者的技术与管理水平等诸多因素都与工程的成败有联系,它们相互作用、相互渗透、相互影响、相互制约。因此,必须用系统的方法去解决地下工程问题。限于传统确定性思维方式的单纯、精确的力学与数学分析方法已无法解决稳定分析在隧道工程设计施工中的普及应用问题。理论研究和工程实践表明,要想解决岩石力学在隧道工程设计与施工中的普及问题,单纯应用力学、数学的理论分析是行不通的,必须从隧道工程实际出发,以系统概念为指导,依靠原型观测资料的验证与反馈,走理论分析与经验分析相结合的道路。
FL^ _)` 2 地下工程围岩稳定分析及支护设计方法回顾
e^>>" tr 20 世纪70 年代末,“ 新奥法”引入我国后,使人们对隧道设计理论有了认识上的飞跃,人们认识到: 支护结构和围岩是一个受力的整体,隧道支护设计需要考虑的问题已经不仅仅局限于支护结构体本身的强度和稳定性,而是要将眼光更多地投向围岩,要充分发挥围岩的自撑能力,并将围岩与支护结构有机地统一在结构稳定性与经济性的合理水平上。
$G9LaD#;M 概率极限状态和可靠度设计方法在地面结构中的成功应用,引起了隧道界的重视,自80 年代中期就开始将可靠度方法引入了隧道结构设计的研究中。各高校联合攻关,经过可行性研究阶段和基础性研究阶段,到20 世纪90 年代中期,以“ 荷载-结构”模式为主的一般地区单线隧道整体式衬砌,单线隧道偏压衬砌和单线拱形明洞等结构的可靠度设计方法已达实用程度。1999 年发布的《铁路隧道设计规范》( TB10003 -99) 中已采用这一成果。在现行《铁路隧道设计规范》TB10003 -2001 中仍在应用。
PJC( : R(j 支护结构设计方法主要有:概率极限状态法;荷载-结构模式计算法; 经验类比法; 岩石力学计算法。
.EL3}6"A 对这些方法的进一步了解可知: 前3 种方法是以往及今后一段时间内的主流设计方法,它是以前人工程实践的经验为基础,通过统计分析的方法得出的荷载计算模式或经验式,在材料强度理论的基础上,经过赋予可靠性指标或安全系数得以实际应用。这些经验式是在成千的工程实例基础上得出的,从统计意义上来说具有一定的高概率特征,这种方法将成为今后相当长一段时间内的主流设计方法。这种方法具有简单、快速、易掌握的特点,已成为事实上地下工程支护设计与结构稳定分析的主流方法。但是,应该看到这些经验式的产生过程不可避免地存在着许多不严密之处,如样本采集的技术很大程度上不能完全满足概率抽样的要求,样本的统计数量也难以保证。因此,前提条件的不满足(采样过程) 形成的严密的数值推论结果显然不能期望获得与实际工程的高符合度的结论,据此进行的稳定性预测其可靠性也就可见一斑。另外,从揭示地下工程围岩变形的实质、探索其科学道理的角度看, 必须进行岩土工程理论的研究,一个没有坚实理论支持的学科注定是没有前程的。目前的工作无疑将有利于基础理论的形成,在基础研究取得突破性进展时,围岩稳定性分析才能有一个坚实的理论基础, 地下工程的设计及稳定性预测也才能期望像地表工程那样得以很好地把握。
N7_eLhPt*8 第4 类方法即岩石力学计算法。这种方法已不再依靠任何一种荷载假定,而是依靠结构与岩体之间的相互作用,是围岩稳定分析的主要方法。在这类方法中目前得到应用的有:特征曲线法(收敛—约束法);剪切滑移破坏法; 数值分析法( 有限元法) 。这种方法的一个重要特点是强调了围岩与支护共同作用的思想,并在设计与稳定分析中加以体现。这一点也正是这种方法较前述方法的进步之处。其设计(稳定分析) 过程是:以经验为基础的初步设计,在施工中获取围岩及支护稳定信息,反馈设计这样一种螺旋上升的设计(稳定分析) 优化过程,它与前述3 种方法是不同的。
