隧道及地下工程的基本问题及其研究进展
本文关键词: 隧道围岩 支护结构体系 支护-围岩动态作用 支护结构设计 出处:《力学学报》2017年01期 论文类型:期刊论文
【摘要】:作为隧道及地下工程学科的3个基本问题,隧道围岩稳定性、支护-围岩相互作用和结构体系的动力响应一直都是本学科研究的核心问题,本文围绕上述问题重点分析了隧道围岩力学特性及其载荷效应,建立了深浅层围岩结构力学模型,并通过分析深层围岩中结构层稳定性得到了围岩特性曲线的解析公式,提出了围岩结构性特点及载荷效应的计算方法;通过对隧道支护与围岩作用关系的分析,将支护与围岩的动态作用分为4个阶段:即自由变形、超前支护、初期支护和二次衬砌阶段.由此提出了动态作用全过程的描述方法;基于广义与狭义载荷的理念,提出隧道支护具有调动和协助围岩承载基本功能的观点,明确了两种功能的实现方式,即通过围岩加固、超前加固及锚杆支护实现调动围岩承载,通过支护结构协助围岩承载;针对复杂的隧道支护结构体系,提出了多目标、分阶段协同作用动态优化概念,可使各种支护结构的施作实现时间和空间上的协调,提高可靠性;针对极不稳定的复杂隧道围岩的安全性特点,建立了3种模式的安全事故机理模型,基于工程响应特点提出了安全性分级的新理念,并形成了分级指标体系和分级方法;针对水下隧道及富水围岩条件,建立了3种模式的隧道突涌水机理模型,提出了基于围岩变形控制的安全性控制理论和方法.最后,对本学科发展的热点和核心问题进行了分析和展望.
[Abstract]:As three basic problems in the discipline of tunnel and underground engineering, the stability of tunnel surrounding rock, the interaction between supporting and surrounding rock and the dynamic response of structure system are all the core problems studied in this subject. In this paper, the mechanical properties and load effect of tunnel surrounding rock are analyzed, and the structural mechanics model of deep and shallow surrounding rock is established, and the analytical formula of surrounding rock characteristic curve is obtained by analyzing the stability of structure layer in deep surrounding rock. Based on the analysis of the relationship between tunnel support and surrounding rock, the dynamic action of supporting and surrounding rock is divided into four stages: free deformation, advance support, and so on. Based on the concept of broad sense and narrow sense load, the viewpoint that tunnel support has the basic function of mobilizing and assisting surrounding rock bearing capacity is put forward. It is clear that two kinds of functions are realized, that is, through surrounding rock reinforcement, advance reinforcement and bolt support, to mobilize the surrounding rock bearing capacity, and to assist the surrounding rock bearing through the supporting structure; aiming at the complex tunnel support structure system, the multi-objective is put forward. The concept of dynamic optimization of stage-by-stage synergistic action can make all kinds of supporting structures coordinate in time and space, and improve reliability, aiming at the security characteristics of extremely unstable complex tunnel surrounding rock. Based on the characteristics of engineering response, the new concept of safety classification is put forward, and the classification index system and classification method are formed, aiming at the underwater tunnel and water-rich surrounding rock condition, the safety accident mechanism model of three modes is established, and based on the characteristics of engineering response, the classification index system and classification method are formed. In this paper, three models of tunnel water inrush mechanism are established, and the theory and method of safety control based on deformation control of surrounding rock are put forward. Finally, the hot spots and core problems in the development of this subject are analyzed and prospected.
【作者单位】: 北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心;
【基金】:国家自然科学基金重点项目资助(U1234210)
【分类号】:U452;TU91
【参考文献】
相关期刊论文 前5条
1 孙毅;张顶立;于富才;王剑晨;黄俊;;高速铁路隧道二次衬砌的变形特性与极限承载能力[J];中国铁道科学;2016年01期
2 张顶立;张素磊;房倩;陈峰宾;;铁路运营隧道衬砌背后接触状态及其分析[J];岩石力学与工程学报;2013年02期
3 王明年;刘大刚;刘彪;李海军;;公路隧道岩质围岩亚级分级方法研究[J];岩土工程学报;2009年10期
4 张顶立;;海底隧道不良地质体及结构界面的变形控制技术[J];岩石力学与工程学报;2007年11期
5 张顶立,李治国;高压富水区隧道帷幕注浆止浆系统分析[J];岩土力学;2004年07期
相关博士学位论文 前2条
1 台启民;极不稳定隧道围岩超前破坏机制与安全性评价[D];北京交通大学;2016年
2 李兵;钻爆法海底隧道建设期工程安全风险分析及控制[D];北京交通大学;2010年
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 王亮;;地铁浅埋暗挖施工地层沉降特征及影响因素分析[J];工程技术研究;2016年07期
2 沈雷;;某铁路隧道衬砌拱腰拉裂拱顶压溃病害原因探析[J];铁道标准设计;2016年11期
3 曾宏;;地质雷达在隧洞衬砌质量检测中的应用[J];广西水利水电;2016年04期
4 王鸣涛;吴波;赵勇博;;上软下硬地层隧道围岩渐进破坏机制分析[J];福建工程学院学报;2016年04期
5 王亮;;暗挖施工地层沉降变形机理分析[J];湖南城市学院学报(自然科学版);2016年04期
6 饶和根;刘强;孙洋;张承客;谢冰冰;;公路隧道病害分析及结构安全评价[J];城市住宅;2016年06期
7 丛宇;郭徽;郑颖人;冯夏庭;阿比尔的;王在泉;;岩石地铁工程的围岩分级方法研究[J];现代隧道技术;2016年03期
8 徐晨;邓如勇;崔戈;方勇;;高水压下衬砌背后空洞对结构受力的影响[J];水文地质工程地质;2016年03期
9 方勇;郭建宁;康海波;徐晨;;富水地层公路隧道衬砌背后空洞对结构受力的影响[J];岩石力学与工程学报;2016年08期
10 吕荔炫;;福州市金鸡山隧道衬砌结构病害检测与分析[J];福建建筑;2016年04期
相关博士学位论文 前8条
1 宋浩然;钻爆法海底隧道突水机理及其应用[D];北京交通大学;2015年
2 龚彦峰;防水型隧道结构计算模式与设计方法研究[D];北京交通大学;2015年
3 乔剑锋;基于控制理论的大型工程安全风险预警控制模型及仿真研究[D];北京邮电大学;2015年
4 谭光宗;大断面海底隧道建设的安全风险评估与控制对策[D];北京交通大学;2014年
5 周正宇;地铁邻近既有桥梁施工影响分析及主动防护研究[D];北京交通大学;2012年
6 李俊松;基于影响分区的大型基坑近接建筑物施工安全风险管理研究[D];西南交通大学;2012年
7 李鹏飞;海底隧道围岩稳定性分析与控制研究[D];北京交通大学;2011年
8 王静;光纤光栅多参数传感理论技术研究及在地下工程灾害监测中的应用[D];山东大学;2011年
【二级参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 张顶立;张素磊;房倩;陈峰宾;;铁路运营隧道衬砌背后接触状态及其分析[J];岩石力学与工程学报;2013年02期
2 黄宏伟;刘德军;薛亚东;王平让;刘印;;基于扩展有限元的隧道衬砌裂缝开裂数值分析[J];岩土工程学报;2013年02期
3 王哲;;平面应变状态下混凝土力学行为的三轴试验研究[J];土木工程学报;2012年10期
4 张素磊;张顶立;刘胜春;陈峰宾;;基于对应分析模型的隧道衬砌病害主成因挖掘[J];中国铁道科学;2012年02期
5 房倩;张顶立;王毅远;李鹏飞;陈铁林;;高速铁路隧道初支、二衬间接触压力研究[J];岩石力学与工程学报;2011年S2期
6 王立川;周东伟;吴剑;阳军生;;铁路隧道复合衬砌脱空的危害分析与防治[J];中国铁道科学;2011年05期
7 李明;陈洪凯;熊峰伟;;隧道衬砌背后空洞健康判据试验研究[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2011年03期
8 李鹏飞;张顶立;赵勇;周烨;房倩;张,
本文编号:1511901
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/1511901.html