当前位置:主页 > 科技论文 > 路桥论文 >

基于围岩蠕变和注浆浆液硬化的盾构隧道力学特性研究

发布时间:2019-01-11 10:29
【摘要】:近年来,随着我国经济建设的快速发展,对各类矿产资源的需求越来越大,煤炭作为不可或缺的能源,其消耗量相较以往急剧增加,我国部分主要煤矿也逐渐进入深部开采阶段。开采深度的增加给开采巷道修建的工期及安全性带来了挑战,随着技术的发展,盾构/TBM法逐渐成为煤矿长距离斜井安全、高效建设的有效手段。煤矿斜井盾构隧道通常具有埋深大、距离长的特点,因此隧道所处地层条件及围岩的应力场更加复杂。由于设计使用年限长,随着时间的增加,围岩的蠕变作用对盾构隧道衬砌结构受力的影响不可忽视。同时,盾构法隧道施工过程中,由于盾尾间隙的存在,为了防止管片周围土体松动需要进行同步注浆和及时的壁后补注浆,壁后注浆浆液注入之后由流动状逐渐固结硬化为固体状,在管片周围形成环保护层,同管片衬砌一起作为承载结构,浆液硬化圈的存在及浆体硬化过程中力学性质的变化会对衬砌结构的受力产生影响。因此,针对深长盾构法隧道,研究围岩蠕变和注浆浆液硬化对衬砌结构受力的影响机理具有现实意义。本文依托神华神东补连塔煤矿斜井盾构隧道工程,首先对壁后注浆浆液开展了相关的室内试验研究,得到了盾构法隧道壁后注浆浆液性能随浆液水灰比、CS体积比的变化规律,从而为具体的施工提供了参考依据。随后,针对围岩蠕变和浆液硬化对隧道衬砌结构的影响,建立了相关的数值模型,利用ANSYS有限元软件模拟了盾构隧道衬砌结构在只考虑围岩蠕变、考虑围岩蠕变及注浆硬化圈作用及考虑壁后注浆浆液硬化过程时受力特性的变化规律,得出了不同影响因素条件下盾构隧道管片衬砌受力特性的变化规律,为实际施工提供了一定的参考。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of China's economic construction, the demand for all kinds of mineral resources is increasing. As an indispensable energy source, the consumption of coal has increased sharply compared with the past. Some major coal mines in China have gradually entered the stage of deep mining. With the development of technology, shield / TBM method has gradually become an effective method for the safe and efficient construction of long distance inclined wells in coal mines. The shield tunnel of inclined shaft in coal mine usually has the characteristics of large buried depth and long distance, so the formation conditions and the stress field of surrounding rock are more complicated. Because of the long life of design and the increase of time, the creep effect of surrounding rock on the force of shield tunnel lining structure can not be ignored. At the same time, in the course of shield tunneling construction, in order to prevent soil loosening around the segment, synchronous grouting and timely backwall grouting are needed because of the existence of shield tail gap. After injection of post-wall grouting fluid, the fluid is gradually consolidated and hardened into solids, and a protective ring layer is formed around the segment, which is used as the bearing structure together with the segment lining. The existence of slurry hardening ring and the change of mechanical properties in the process of slurry hardening will affect the force of lining structure. Therefore, it is of practical significance to study the influence mechanism of surrounding rock creep and grouting hardening on the stress of lining structure for the deep shield tunnel. In this paper, based on the shield tunneling project of inclined shaft in Shenhua Shendong Bulinta Coal Mine, the related laboratory tests are carried out on the grouting behind the wall of the tunnel, and the variation law of the performance of the grouting behind the wall of the shield tunneling with the ratio of slurry to cement and CS volume ratio is obtained. Thus, it provides a reference for the concrete construction. Then, according to the influence of surrounding rock creep and slurry hardening on tunnel lining structure, the relevant numerical model is established, and the shield tunnel lining structure is simulated by ANSYS finite element software only considering the surrounding rock creep. Considering the creep of surrounding rock and the effect of grouting hardening circle and considering the variation law of stress characteristics of grouting fluid hardening process after wall grouting, the variation law of force characteristics of shield tunnel segment lining under different influence factors is obtained. It provides a certain reference for actual construction.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U455.43

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘曦睿;晏启祥;杜彬;杨俊哲;;围岩蠕变和同步注浆浆液硬化的盾构斜井衬砌结构内力模拟分析[J];路基工程;2016年05期

2 徐国文;何川;代聪;王士民;;广义Kelvin蠕变损伤模型及其参数的智能辨识[J];西南交通大学学报;2015年05期

3 徐国文;何川;胡雄玉;王士民;;基于分数阶微积分的改进西原模型及其参数智能辨识[J];岩土力学;2015年S2期

4 吕志涛;张生;邓怡虎;靳晓光;;围岩蠕变对隧道下穿建筑物施工变形的影响[J];地下空间与工程学报;2014年06期

5 唐葭;邓宗伟;蒋建清;;考虑蠕变影响的隧道围岩抗力系数计算方法[J];中南大学学报(自然科学版);2014年04期

6 姚超凡;晏启祥;何川;耿萍;;盾构隧道内力分析方法的对比研究[J];铁道标准设计;2013年12期

7 肖立;张庆贺;赵天石;杨俊龙;杨光辉;;泥水盾构同步注浆材料试验研究[J];地下空间与工程学报;2011年01期

8 郭小红;梁巍;于洪丹;曹俊杰;陈卫忠;;跨海峡海底隧道风化槽围岩力学特性研究[J];岩土力学;2010年12期

9 王中文;方建勤;夏才初;卞跃威;金磊;;考虑围岩蠕变特性的隧道二衬合理支护时机确定方法[J];岩石力学与工程学报;2010年S1期

10 朱明礼;朱珍德;唐胡丹;陈卫忠;冯夏庭;;深埋隧洞围岩双向流变特性试验[J];煤炭学报;2010年02期

相关博士学位论文 前4条

1 黄明;含水泥质粉砂岩蠕变特性及其在软岩隧道稳定性分析中的应用研究[D];重庆大学;2010年

2 刘文彬;岩石蠕变本构模型的辨识及应用[D];北京交通大学;2009年

3 李成波;岩石蠕变实验及非定常参数粘弹模型[D];中国科学技术大学;2009年

4 阎岩;渗流作用下岩石蠕变试验与变参数蠕变方程的研究[D];清华大学;2009年

相关硕士学位论文 前8条

1 姚超凡;盾构法深长煤矿斜井围岩蠕变对衬砌结构受力影响分析[D];西南交通大学;2015年

2 王璐石;围岩蠕变与接头非线性对盾构隧道力学行为的影响分析[D];西南交通大学;2014年

3 张汉超;东马各庄隧道施工监测及围岩蠕变数值分析[D];河北大学;2013年

4 马强;高家梁煤矿斜井围岩蠕变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2008年

5 赵天石;泥水盾构同步注浆浆液试验及应用技术研究[D];同济大学;2008年

6 张海涛;盾构同步注浆材料试验及隧道上浮控制技术[D];同济大学;2007年

7 梁精华;盾构隧道壁后注浆材料配比优化及浆体变形特性研究[D];河海大学;2006年

8 季亚平;考虑施工过程的盾构隧道地层位移与土压力研究[D];河海大学;2004年



本文编号:2407033

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/2407033.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户481c9***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com