深部高地应力软岩隧洞流质充填衬砌支护技术研究
发布时间：2020-12-28 07:28
近年来,核工业、国防工业、交通水利等行业地下工程规模和深度均在高速增长。由于地质条件、变形特征的复杂性,深部高地应力围岩变形和破坏出现了蠕变时间可长达3年,蠕变量高达1.6m,支护过早、过迟及衬砌受力极不均匀等一系列亟待解决的世界性技术难题。针对此,本文提出深部高地应力软岩隧洞流质充填衬砌支护技术,具有以下4个特性:(1)可以给予围岩一定量变形空间(30cm~50cm);(2)可在围岩蠕变过程中均化衬砌受力;(3)可在围岩蠕变过程中给岩体提供指定的支护力,使得围岩最终蠕变量大幅降低;(4)降低整体的施工成本。为了定量分析流质充填衬砌支护技术的支护效果和支护机理,开展了系列试验,具体研究成果如下:(1)提出深部高地应力软岩流质充填衬砌支护技术,该技术分为流质充填衬砌初装阶段、低于卸压阈值均化增压阶段、充填物泄出卸压阶段3个阶段。(2)非泄出阶段不同流质充填物减载效果研究1)自主研发流质充填物非泄出条件下受力侧限装置,开展流质物非泄出条件下的加载试验,得出5种流质充填物在压密过程中提供给围岩卸力最大变形空间排序为8mm土体>4mm土体>8mm低强陶粒>粗砂>特细砂。...
【文章来源】：三峡大学湖北省
【文章页数】：153 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
岩体天然应力
三 峡 大 学 全 日 制 专 业 学 位 硕 士 学 位 论 文2 深部高地应力软岩流质充填衬砌支护技术原理2.1 深部高地应力条件下软岩变形的力学机理地壳岩体内的天然应力状态，是指未经人为扰动的，主要是在重力场和构造应力场的综合作用下，有时也在岩体的物理、化学变化及岩浆侵入等的作用下所形成的应力状态，常称为天然应力或初始应力，如图 2.1 所示。人类从事工程活动，在岩体天然应力场内，由于工程活动挖除部分岩体或增加结构物而引起的应力，称为重分布应力，如图 2.2 所示。
图 2.3 逆断层形成时应力状态 图 2.4 正断层形成时应力状态上述为三种典型情况，世界上大多数地区岩体内的应力状态接近于上述 3 。总之大量实践成果表明，世界上大多数地区应力场以水平应力为主。这，构造因素在各地区围岩体的天然应力状态的形成中起着主导作用。高地应力区域卸荷作用对岩体应力状态的影响由上述研究可知围岩体的天然应力状态与人类所进行的各类工程活动有着联，人类所进行工程的区域卸荷活动不仅对该地区的地质稳定性有着重要土木工程建设施工的稳定性造成直接的影响，在高地应力区，地表工程和程所进行的岩体开挖作业，往往伴随着围岩应力释放、围岩体应力重分布变形等工程问题，使得围岩本身应力发生较大的变化，其结果是不仅会恶坡岩体的工程地质条件，也对工程的稳定性和安全性造成极大影响。对于开挖岩体的所处应力状态，一般经历两个阶段：在未进行开挖时，由受到扰动，故岩体中的应力呈静水应力式分布。此后，岩体经过开挖一定深度露出地表，随着岩体开挖卸荷，岩体内的应，但垂直应力 与水平应力 的变化幅度不同。
【参考文献】：
期刊论文
[1]穿越软硬地层的盾构区间隧道三维地震时程响应分析[J]. 赵继,林放. 公路. 2019(01)
[2]土岩变化地层长隧道纵向地震响应解析解[J]. 禹海涛,张正伟,李攀,贺维国,赵旭. 岩土工程学报. 2019(07)
[3]隧道支护结构体系及其协同作用[J]. 张顶立,孙振宇,侯艳娟. 力学学报. 2019(02)
[4]地裂缝场地地铁隧道地震动力响应的振动台试验研究[J]. 黄强兵,高欢,刘妮娜,马玉杰. 地质力学学报. 2018(06)
[5]米拉山隧道硬质岩段变形预警标准研究[J]. 陈伟,郭鸿雁,李科,唐晓松. 地下空间与工程学报. 2018(S2)
[6]基于新奥法浅埋隧道的围岩压力计算方法[J]. 邓伟,葛允雷,杨果林,魏赛赛. 中外公路. 2018(05)
[7]高地应力硬脆性围岩隧道失稳机理及处置措施[J]. 李建兴,张睿,黄磊,邹逸伦,方勇. 地下空间与工程学报. 2018(05)
[8]昔格达地层隧道变形特性曲线及变形机理研究[J]. 周平,王志杰,徐海岩,杜彦良,侯伟名,许瑞宁,赵启超. 土木工程学报. 2018(10)
[9]浅埋红层软弱隧道围岩破坏特性模型试验研究[J]. 徐前卫,王尉行,孙梓栗,陈国中,吴永波,党虎锋,谢黎栋. 岩土工程学报. 2018(S2)
[10]巷道(隧道)围岩稳定蠕变上下阈值及确定方法[J]. 经纬,薛维培,荣传新. 煤炭学报. 2018(10)
博士论文
[1]兰新高铁碎屑流及薄层板岩隧道施工变形控制技术[D]. 任少强.北京交通大学 2015
[2]复杂地应力区隧道软弱围岩大变形控制技术研究[D]. 王树栋.北京交通大学 2010
硕士论文
[1]高地应力软岩隧道预应力锚索支护设计方法研究[D]. 李乾.重庆交通大学 2018
[2]浅埋偏压小净距隧道地震动力响应规律与减震措施研究[D]. 王飞飞.中南林业科技大学 2018
[3]上软下硬复杂地质条件下盾构隧洞开挖面稳定性研究[D]. 闫军涛.河北工程大学 2018
[4]高地应力软岩大跨变截面隧道施工变形机理及其控制技术研究[D]. 廖雄.西南交通大学 2018
[5]强震作用下铁路隧道横通道交叉结构裂损机理及其防治措施研究[D]. 陈政.西南交通大学 2018
[6]一种隧道让压支护体系中让压构件承载性能研究[D]. 冉鑫.成都理工大学 2018
[7]钙质泥岩大断面隧道围岩稳定性分析与控制方法及工程应用[D]. 王本硕.山东大学 2017
[8]兰新二线大梁隧道高地应力软岩大变形控制技术研究[D]. 袁晔.西南交通大学 2016
[9]公路隧道抗震与减震措施研究[D]. 申家瑞.西安建筑科技大学 2016
[10]高地应力条件下软岩隧道的变形分析及控制研究[D]. 吴开健.华南理工大学 2016
本文编号：2943372
【文章来源】：三峡大学湖北省
【文章页数】：153 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
岩体天然应力
三 峡 大 学 全 日 制 专 业 学 位 硕 士 学 位 论 文2 深部高地应力软岩流质充填衬砌支护技术原理2.1 深部高地应力条件下软岩变形的力学机理地壳岩体内的天然应力状态，是指未经人为扰动的，主要是在重力场和构造应力场的综合作用下，有时也在岩体的物理、化学变化及岩浆侵入等的作用下所形成的应力状态，常称为天然应力或初始应力，如图 2.1 所示。人类从事工程活动，在岩体天然应力场内，由于工程活动挖除部分岩体或增加结构物而引起的应力，称为重分布应力，如图 2.2 所示。
图 2.3 逆断层形成时应力状态 图 2.4 正断层形成时应力状态上述为三种典型情况，世界上大多数地区岩体内的应力状态接近于上述 3 。总之大量实践成果表明，世界上大多数地区应力场以水平应力为主。这，构造因素在各地区围岩体的天然应力状态的形成中起着主导作用。高地应力区域卸荷作用对岩体应力状态的影响由上述研究可知围岩体的天然应力状态与人类所进行的各类工程活动有着联，人类所进行工程的区域卸荷活动不仅对该地区的地质稳定性有着重要土木工程建设施工的稳定性造成直接的影响，在高地应力区，地表工程和程所进行的岩体开挖作业，往往伴随着围岩应力释放、围岩体应力重分布变形等工程问题，使得围岩本身应力发生较大的变化，其结果是不仅会恶坡岩体的工程地质条件，也对工程的稳定性和安全性造成极大影响。对于开挖岩体的所处应力状态，一般经历两个阶段：在未进行开挖时，由受到扰动，故岩体中的应力呈静水应力式分布。此后，岩体经过开挖一定深度露出地表，随着岩体开挖卸荷，岩体内的应，但垂直应力 与水平应力 的变化幅度不同。
【参考文献】：
期刊论文
[1]穿越软硬地层的盾构区间隧道三维地震时程响应分析[J]. 赵继,林放. 公路. 2019(01)
[2]土岩变化地层长隧道纵向地震响应解析解[J]. 禹海涛,张正伟,李攀,贺维国,赵旭. 岩土工程学报. 2019(07)
[3]隧道支护结构体系及其协同作用[J]. 张顶立,孙振宇,侯艳娟. 力学学报. 2019(02)
[4]地裂缝场地地铁隧道地震动力响应的振动台试验研究[J]. 黄强兵,高欢,刘妮娜,马玉杰. 地质力学学报. 2018(06)
[5]米拉山隧道硬质岩段变形预警标准研究[J]. 陈伟,郭鸿雁,李科,唐晓松. 地下空间与工程学报. 2018(S2)
[6]基于新奥法浅埋隧道的围岩压力计算方法[J]. 邓伟,葛允雷,杨果林,魏赛赛. 中外公路. 2018(05)
[7]高地应力硬脆性围岩隧道失稳机理及处置措施[J]. 李建兴,张睿,黄磊,邹逸伦,方勇. 地下空间与工程学报. 2018(05)
[8]昔格达地层隧道变形特性曲线及变形机理研究[J]. 周平,王志杰,徐海岩,杜彦良,侯伟名,许瑞宁,赵启超. 土木工程学报. 2018(10)
[9]浅埋红层软弱隧道围岩破坏特性模型试验研究[J]. 徐前卫,王尉行,孙梓栗,陈国中,吴永波,党虎锋,谢黎栋. 岩土工程学报. 2018(S2)
[10]巷道(隧道)围岩稳定蠕变上下阈值及确定方法[J]. 经纬,薛维培,荣传新. 煤炭学报. 2018(10)
博士论文
[1]兰新高铁碎屑流及薄层板岩隧道施工变形控制技术[D]. 任少强.北京交通大学 2015
[2]复杂地应力区隧道软弱围岩大变形控制技术研究[D]. 王树栋.北京交通大学 2010
硕士论文
[1]高地应力软岩隧道预应力锚索支护设计方法研究[D]. 李乾.重庆交通大学 2018
[2]浅埋偏压小净距隧道地震动力响应规律与减震措施研究[D]. 王飞飞.中南林业科技大学 2018
[3]上软下硬复杂地质条件下盾构隧洞开挖面稳定性研究[D]. 闫军涛.河北工程大学 2018
[4]高地应力软岩大跨变截面隧道施工变形机理及其控制技术研究[D]. 廖雄.西南交通大学 2018
[5]强震作用下铁路隧道横通道交叉结构裂损机理及其防治措施研究[D]. 陈政.西南交通大学 2018
[6]一种隧道让压支护体系中让压构件承载性能研究[D]. 冉鑫.成都理工大学 2018
[7]钙质泥岩大断面隧道围岩稳定性分析与控制方法及工程应用[D]. 王本硕.山东大学 2017
[8]兰新二线大梁隧道高地应力软岩大变形控制技术研究[D]. 袁晔.西南交通大学 2016
[9]公路隧道抗震与减震措施研究[D]. 申家瑞.西安建筑科技大学 2016
[10]高地应力条件下软岩隧道的变形分析及控制研究[D]. 吴开健.华南理工大学 2016
本文编号：2943372
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