大断面软岩隧道开挖围岩卸荷变形空间效应研究

发布时间：2021-04-25 14:38

　　随着我国交通拥堵问题的日益严峻,传统的两车道公路隧道逐渐向三车道甚至四车道等大断面方向发展,而大断面山岭隧道在软弱岩层中修建时经常遇到掌子面失稳及地表塌陷等工程问题,使得施工难度及成本大大增加,也给国家造成了巨大的经济损失。因此,为了探明导致上述工程问题的根本原因,揭示围岩失稳破坏机理,进而提出有效的防治措施,本文以长城岭隧道为工程背景,从隧道施工过程力学的角度出发,通过理论研究、数值仿真与现场监测相结合的方法,对大断面软岩隧道开挖过程中围岩的卸荷及变形空间效应进行了研究。主要研究结论如下:（1）通过对大量文献资料的总结,归纳了适合目前我国隧道建设发展现状的大断面软岩隧道定义,将开挖断面面积大于100m²、围岩为IV级及其以下等级且具有抗压强度低、风化程度高、遇水易膨胀软化等特征的隧道称为大断面软岩隧道,并简要介绍了目前关于隧道开挖围岩卸荷及变形空间效应方面的主要研究成果,为本文的研究提供了理论基础。（2）大断面软岩隧道在开挖过程中,围岩的卸荷过程大致可总结为三个阶段,分别为荷载集中阶段、急剧卸荷阶段和卸荷稳定阶段;隧道洞周各处围岩的卸荷情况差异较大,拱顶及拱底位... 

【文章来源】：华东交通大学江西省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 大断面软岩隧道相关定义
        1.2.2 隧道施工过程中围岩力学效应研究现状
        1.2.3 大断面软岩隧道围岩卸荷规律研究现状
        1.2.4 大断面软岩隧道围岩变形空间效应研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
    1.4 技术方案
第二章 大断面软岩隧道开挖围岩卸荷机制研究
    2.1 工程背景
        2.1.1 工程概况
        2.1.2 隧址区工程地质条件
    2.2 FLAC3D简介
    2.3 模型及计算参数
        2.3.1 大断面隧道三维模型
        2.3.2 假定条件
        2.3.3 参数选取
        2.3.4 数值模拟过程
    2.4 计算结果分析
        2.4.1 围岩应力响应分析
        2.4.2 围岩塑性区分布
    2.5 隧道开挖围岩卸荷影响因素分析
        2.5.1 不同断面大小对隧道开挖卸荷的影响
        2.5.2 不同围岩等级对隧道开挖卸荷的影响
        2.5.3 不同开挖工法对隧道开挖卸荷的影响
        2.5.4 隧道开挖围岩卸荷影响因素综合评价
    2.6 本章小结
第三章 大断面软岩隧道开挖围岩变形空间效应研究
    3.1 隧道开挖围岩变形空间效应数值模拟
    3.2 计算结果分析
    3.3 隧道开挖围岩变形空间效应影响因素分析
        3.3.1 不同断面大小对围岩变形的影响
        3.3.2 不同围岩等级对围岩变形的影响
        3.3.3 不同开挖工法对围岩变形的影响
        3.3.4 围岩变形空间效应影响因素综合评价
    3.4 本章小结
第四章 大断面隧道开挖空间效应现场监测试验研究
    4.1 现场监控量测方案
        4.1.1 隧道设计施工方案
        4.1.2 监测项目及断面选取
        4.1.3 监测断面测点布置
    4.2 现场监测结果分析
        4.2.1 地表沉降分析
        4.2.2 围岩变形监测结果分析
        4.2.3 围岩初衬接触压力监测结果分析
    4.3 本章小结
第五章 大断面软岩隧道掌子面失稳及加固处理研究
    5.1 现场塌方概况及加固处理措施
        5.1.1 隧道塌方现场概况
        5.1.2 隧道掌子面塌方空间演化过程
        5.1.3 塌方原因分析
        5.1.4 塌方加固处治方案
    5.2 塌方段加固效果监测分析
        5.2.1 地表沉降及围岩变形监测结果
        5.2.2 初衬-围岩接触压力监测结果
    5.3 隧道塌方段加固处治效果评价
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3159561