优势节理控制下小净距地铁车站暗挖施工力学效应研究
发布时间：2020-12-25 12:58
21世纪以来,我国的公路交通事业迎来飞速发展。在城市繁华地区修建地铁,受制于地面建筑物建筑限界,施工环境恶劣、展线非常困难,节理小净距隧道常常存在于地铁车站建设中。节理小净距隧道因其结构及地质的独特性,其受力情况十分复杂。本文采用数值模拟结合相似模型试验的方法,对节理参数对小净距隧道施工稳定性的影响以及优势节理控制下小净距地铁车站施工力学效应展开了研究。论文主要工作及结论如下:1.基于Hoek-Brown准则,利用FLAC3D分别对含不同倾角节理、不同位置节理及无节理三种工况下小净距隧道施工稳定性进行分析,总结节理参数对小净距隧道施工稳定性影响规律。研究表明,节理的存在导致隧道群偏压现象严重,倾角为30°且同时穿过左右线隧道的节理对净距隧道施工稳定性影响最大。2.根据节理参数的影响,选取倾角为30°时节理为优势节理,进而展开净距及施工方法对小净距隧道施工稳定性的影响研究。研究表明,Ⅳ级围岩隧道合理的最小净距在0.5B0.75B之间,选择适合的施工方法是确保隧道施工安全的关键。3.基于相似理论,模型试验中选取倾角为35°,穿过右隧道的节理作为优...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
第二章节理参数对小净距隧道施工稳定性的影响9图2-1FLAC3D计算流程2.2.2Hoek-Brown破坏准则简介在传统隧道施工稳定性的研究中，常常采用Mohr-Coulomb准则。但Mohr-Coulomb准则不能动态地反应岩石破坏过程。针对这一问题，许多专家和学者作了大量的研究，提出了很多强度准则。Hoek-Brown准则因其形式简单且能较为准确地反映岩石破坏过程内摩擦角和粘聚力的变化，越来越被工程界认可[44-47]。Hoek-Brown破坏准则最初是HoekE.和BrownE.T.在1980年为解决地下硬岩在开挖过程中的岩体参数问题，通过大量的矿山岩石试验以及室内三轴压缩试验，并进行抛物线型破坏包络线研究后得出的。最早的Hoek-Brown破坏准则基于脆性岩体破坏规律，假定岩体间的裂隙为随机分布，认为含裂隙的破碎岩体的变形是岩体产生破坏的原因，且岩体各项同性。其表达式可以写为：=++(2-1)式中，为岩石破坏时的最大主应力；为岩石破坏时最小主应力；为完整岩体单轴抗压强度；及s为与岩体软硬相关的无量纲经验参数。最早的Hoek-Brown破坏准则仅仅适用于完整的岩石，当对风化、破碎岩体采用最初的Hoek-Brown准则时，根据研究发现，岩石的抗拉强度会被高估[48]。对此，1992年，Hoek[49]等在原有破坏准则的基础上引入参数a，从而适用于风化、破碎岩体。在该准则中，规定破碎，处于低应力下岩体的抗拉强度为0。随后的研究中，Hoek等研究人员根据Hoek-Brown破坏准则在实践工程中的应用与反馈，先后又对其进行了修改，引入了能反应施工爆破开挖影响大小的扰动因子D，修正了岩体参数m、s和a与地质强度GSI之间的关系式，其表达式可以写为：=+(+)(2-2)
重庆交通大学硕士学位论文122.2.5研究断面及测点布置选取模型Y方向20m处为研究断面，如图2-2所示。为更好地分析和总结节理空间参数对隧道开挖的影响规律，本章选取了8个典型观测点进行研究，分别为左洞拱顶、左洞左侧壁、左洞右侧壁、左洞拱底、右洞拱顶、右洞左侧壁、右洞右侧壁、右洞拱底，如图2-3所示。开挖方法选择全断面法。图2-2目标断面图2-3观测点位置2.2.6工况说明本章拟分析节理倾角，节理位置及隧道净距和施工参数的变化对隧道施工稳定性的影响，如图2-4所示，具体研究工况如表2.4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]节理岩体中纵向间距对连拱隧道稳定性的影响[J]. 杨忠民,高永涛,吴顺川,于鹏强,杨松,艾祖斌,曹振生. 中国公路学报. 2018(10)
[2]节理岩体损伤破裂中的渗透性演化与能量耗散[J]. 杨韬,唐春安,梁正召. 地下空间与工程学报. 2018(03)
[3]特大断面小净距公路隧道力学效应分析[J]. 李松涛,谭忠盛,杜文涛. 土木工程学报. 2017(S2)
[4]节理岩体隧道围岩塑性区范围研究[J]. 高典,张立群,戎虎仁,穆柏林,王大路. 河北建筑工程学院学报. 2017(01)
[5]北山预选区新场地段岩体节理几何特征及评价[J]. 雷光伟,杨春和,王贵宾,魏翔,陈世万,冀国栋,霍亮. 岩石力学与工程学报. 2016(05)
[6]不同地质条件下浅埋偏压小净距隧道围岩稳定性研究[J]. 王帅帅,高波,全晓娟,祁寒. 水文地质工程地质. 2014(03)
[7]Hoek-Brown强度准则研究进展与应用综述[J]. 朱合华,张琦,章连洋. 岩石力学与工程学报. 2013(10)
[8]节理岩体隧道破坏机理分析[J]. 陈高奎,刘成禹,张哲凌,巫克霖. 土工基础. 2013(03)
[9]双洞八车道小净距隧道施工力学模型试验[J]. 张恒,陈寿根,程芳卉. 公路交通科技. 2013(02)
[10]我国城市交通拥堵成因与治理对策[J]. 刘治彦,岳晓燕,赵睿. 城市发展研究. 2011(11)
博士论文
[1]大断面超小横净距双线地铁隧道施工控制技术研究[D]. 李文华.吉林大学 2013
[2]节理岩体强度确定方法及其各向异性特征研究[D]. 张志刚.北京交通大学 2007
硕士论文
[1]含软弱夹层隧道围岩渐进破坏机理的多尺度模拟研究[D]. 文云波.重庆交通大学 2017
[2]城区复杂环境下节理岩体隧道施工力学研究[D]. 杜帅.重庆大学 2014
[3]地铁隧道CRD工法施工监测与数值分析[D]. 李兴龙.郑州大学 2013
[4]小净距空间交叉隧道施工及运营安全性研究[D]. 杜立兵.兰州交通大学 2013
[5]Hoek-Brown强度准则在岩体工程中的应用研究[D]. 黄高峰.西北农林科技大学 2008
本文编号：2937701
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
第二章节理参数对小净距隧道施工稳定性的影响9图2-1FLAC3D计算流程2.2.2Hoek-Brown破坏准则简介在传统隧道施工稳定性的研究中，常常采用Mohr-Coulomb准则。但Mohr-Coulomb准则不能动态地反应岩石破坏过程。针对这一问题，许多专家和学者作了大量的研究，提出了很多强度准则。Hoek-Brown准则因其形式简单且能较为准确地反映岩石破坏过程内摩擦角和粘聚力的变化，越来越被工程界认可[44-47]。Hoek-Brown破坏准则最初是HoekE.和BrownE.T.在1980年为解决地下硬岩在开挖过程中的岩体参数问题，通过大量的矿山岩石试验以及室内三轴压缩试验，并进行抛物线型破坏包络线研究后得出的。最早的Hoek-Brown破坏准则基于脆性岩体破坏规律，假定岩体间的裂隙为随机分布，认为含裂隙的破碎岩体的变形是岩体产生破坏的原因，且岩体各项同性。其表达式可以写为：=++(2-1)式中，为岩石破坏时的最大主应力；为岩石破坏时最小主应力；为完整岩体单轴抗压强度；及s为与岩体软硬相关的无量纲经验参数。最早的Hoek-Brown破坏准则仅仅适用于完整的岩石，当对风化、破碎岩体采用最初的Hoek-Brown准则时，根据研究发现，岩石的抗拉强度会被高估[48]。对此，1992年，Hoek[49]等在原有破坏准则的基础上引入参数a，从而适用于风化、破碎岩体。在该准则中，规定破碎，处于低应力下岩体的抗拉强度为0。随后的研究中，Hoek等研究人员根据Hoek-Brown破坏准则在实践工程中的应用与反馈，先后又对其进行了修改，引入了能反应施工爆破开挖影响大小的扰动因子D，修正了岩体参数m、s和a与地质强度GSI之间的关系式，其表达式可以写为：=+(+)(2-2)
重庆交通大学硕士学位论文122.2.5研究断面及测点布置选取模型Y方向20m处为研究断面，如图2-2所示。为更好地分析和总结节理空间参数对隧道开挖的影响规律，本章选取了8个典型观测点进行研究，分别为左洞拱顶、左洞左侧壁、左洞右侧壁、左洞拱底、右洞拱顶、右洞左侧壁、右洞右侧壁、右洞拱底，如图2-3所示。开挖方法选择全断面法。图2-2目标断面图2-3观测点位置2.2.6工况说明本章拟分析节理倾角，节理位置及隧道净距和施工参数的变化对隧道施工稳定性的影响，如图2-4所示，具体研究工况如表2.4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]节理岩体中纵向间距对连拱隧道稳定性的影响[J]. 杨忠民,高永涛,吴顺川,于鹏强,杨松,艾祖斌,曹振生. 中国公路学报. 2018(10)
[2]节理岩体损伤破裂中的渗透性演化与能量耗散[J]. 杨韬,唐春安,梁正召. 地下空间与工程学报. 2018(03)
[3]特大断面小净距公路隧道力学效应分析[J]. 李松涛,谭忠盛,杜文涛. 土木工程学报. 2017(S2)
[4]节理岩体隧道围岩塑性区范围研究[J]. 高典,张立群,戎虎仁,穆柏林,王大路. 河北建筑工程学院学报. 2017(01)
[5]北山预选区新场地段岩体节理几何特征及评价[J]. 雷光伟,杨春和,王贵宾,魏翔,陈世万,冀国栋,霍亮. 岩石力学与工程学报. 2016(05)
[6]不同地质条件下浅埋偏压小净距隧道围岩稳定性研究[J]. 王帅帅,高波,全晓娟,祁寒. 水文地质工程地质. 2014(03)
[7]Hoek-Brown强度准则研究进展与应用综述[J]. 朱合华,张琦,章连洋. 岩石力学与工程学报. 2013(10)
[8]节理岩体隧道破坏机理分析[J]. 陈高奎,刘成禹,张哲凌,巫克霖. 土工基础. 2013(03)
[9]双洞八车道小净距隧道施工力学模型试验[J]. 张恒,陈寿根,程芳卉. 公路交通科技. 2013(02)
[10]我国城市交通拥堵成因与治理对策[J]. 刘治彦,岳晓燕,赵睿. 城市发展研究. 2011(11)
博士论文
[1]大断面超小横净距双线地铁隧道施工控制技术研究[D]. 李文华.吉林大学 2013
[2]节理岩体强度确定方法及其各向异性特征研究[D]. 张志刚.北京交通大学 2007
硕士论文
[1]含软弱夹层隧道围岩渐进破坏机理的多尺度模拟研究[D]. 文云波.重庆交通大学 2017
[2]城区复杂环境下节理岩体隧道施工力学研究[D]. 杜帅.重庆大学 2014
[3]地铁隧道CRD工法施工监测与数值分析[D]. 李兴龙.郑州大学 2013
[4]小净距空间交叉隧道施工及运营安全性研究[D]. 杜立兵.兰州交通大学 2013
[5]Hoek-Brown强度准则在岩体工程中的应用研究[D]. 黄高峰.西北农林科技大学 2008
本文编号：2937701
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