【摘要】：针对对于软弱地层高水压地区隧道,不良地质的加固和地下水的处理是非常重要的措施。论文将通过理论分析、数值模拟、现场测试等方法,考虑应力-渗流耦合,以实际工程背景为依托,对不同的防排水措施、不良地质加固方法等重要工程问题进行研究,并提出具有一般性的研究成果,为其它的类似工程实践也可以提供参考依据。本文采用理论推导,数值分析的方法,对地处富水地层破碎带的大断面隧道施工工法进行了研究,利用Kozeny-Caman公式结合双曲线e-p模型推导了渗流系数与竖向应力之间的理论关系式,并编制了 ABAQUS用户子程序用于数值计算。得到的主要结论如下:(1)在考虑渗流的条件下,计算表明深埋隧道采用超前注浆加固的方式时,开挖面后方土体的塑性区与浅埋隧道不同,受土拱效应影响,其塑性区并没有向地表贯通的趋势,形状为抛物线型。深埋隧道开挖面后方土体的扩展模式为:塑性区先出现在仰拱位置处,随着开挖步的增加隧道凌空面也增大,塑性区也随着进一步扩大;当开挖步邻近未注浆区域时,未注浆区域有可能先行出现塑性区,进一步开挖后,注浆区的塑性区延伸至非注浆区,形成贯通。(2)通过在一定范围内变化岩体的内摩擦角和粘聚力,研究内摩擦角和粘聚力对开挖面稳定性的影响,计算表明:注浆区内摩擦角及粘聚力对开挖面稳定性的影响规律相似,两者增大都可以有效提升开挖面的稳定性,减小保证隧道开挖面稳定性的安全距离,降低开挖面最大位移;同时,粘聚力或内摩擦角变化与开挖面最大位移的关系曲线为凹曲线,即随着内摩擦角及粘聚力的增大,提升稳定性效益是降低的。因此,通过注浆提高岩土体的力学参数,保证开挖面稳定性的方法是有效的,但是过度的追求提高岩土体参数是缺少经济效益的。(3)通过设置四种不同的超前排水孔,研究了其对深埋山岭隧道开挖面稳定性的影响,结果表明:在只设置单一超前排水孔的情况下,设置底部排水孔可以最大限度的降低开挖面的最大位移,但是对与安全距离的影响较小;而设置侧部排水孔可以有效的减小保证开挖面稳定性的安全距离,但是对开挖面的最大位移的降低不如底部排水孔和中部排水孔。(4)模拟双线隧道开挖的实际工况表明,对两条隧道分步开挖时,开挖面的稳定性优于双线同时开挖;设置底部和中部排水孔后,开挖面最大位移可以减小50%以上。
【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
【参考文献】
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8 乔金丽;张义同;许春彦;;考虑渗流的盾构隧道开挖面稳定性分析[J];水文地质工程地质;2009年01期
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2535065
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