软弱破碎围岩隧道大变形及其支护技术研究
发布时间：2021-11-06 00:17
公路隧道在开挖支护的过程中经常会遇到变形,甚至拱顶塌方等工程问题,工程工作者对隧道支护与围岩的相互作用做了大量的研究,锚杆(管)在控制软弱围岩隧道变形中应用的越来越广泛,这对提高工程安全和经济性具有重要意义。尽管各种支护技术的应用逐渐成熟,然而对于在隧道施工中的锚杆(管)使用仍处于探索发现阶段。有的工程支护强度过大,造成浪费;有的则强度过低,会给工程造成危害。随着计算机技术的高速发展,我们已经可以用数值模拟的方法来分析隧道中的支护形式,通过数值模型显示支护结构和围岩的应力和变形。将数值模拟的结果和实测的数据结合,为设计提供依据。本文结合云南丽江文笔山隧道的喷锚暗挖台阶法施工段,采用有限元分析软件,对软弱围岩施工段隧道初期支护沉降进行技术研究。台阶法开挖的隧道由于爆破等原因会造成隧道掌子面附近的围岩破裂,形成松弛的状态,所以台阶法施工的隧道需要边掘进边支护,而在软弱围岩条件下隧道监测沉降明显增大,所以我们对沉降较大的断面锚杆支护进行不同工况下的数值模拟分析。先以控制下导锁脚锚杆打入角度的措施,然后取不同长度锚杆及不同材料等级拱架,研究改变后隧道的支护效果。主要内容和取得的成果包括以下几点...
【文章来源】： 武汉工程大学湖北省
【文章页数】：73 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究背景和意义
1.2 国内外研究概况
1.3 主要研究内容
第2章 工程概况及隧道变形监测
2.1 工程地质及水文地质概况
2.1.1 地形地貌
2.1.2 气象条件
2.1.3 工程地质条件
2.1.4 水文地质条件
2.1.5 地震情况
2.1.6 施工段工程概况
2.2 台阶法现场监控量测及实时数据分析
2.2.1 监测量测的目的及测点布置
2.2.2 监控量测项目及方法
2.2.3 监控量测频率及判断依据
2.2.4 监控量测数据及沉降规律
2.3 本章小结
第3章 隧道沉降支护原理
3.1 隧道围岩锚杆支护及沉降理论
3.1.1 隧道变形因素
3.1.2 隧道变形的自然因素
3.2 软弱围岩松动圈锚杆支护技术
3.2.1 松动圈锚杆支护理论
3.2.2 围岩松动圈分类
3.3 隧道施工支护理论
3.3.1 隧道施工工法
3.3.2 锚杆支护技术
3.3.3 喷射混凝土支护
3.4 本章小结
第4章 隧道开挖支护数值模拟研究
4.1 数值软件选择
4.1.1 有限单元法(FEM)概述
4.1.2 MIDAS/GTS简介
4.2 MIDAS/GTS模拟方法
4.3 模型参数确定
4.3.1 计算假设
4.3.2 隧道净空尺寸
4.3.3 模型的力学参数选取
4.4 摩尔-库伦塑性模型
4.5 隧道支护模型建立
4.6 模拟各工况
4.7 模拟数值与实测数据分析
4.8 本章小结
第5章 隧道大变形支护技术研究
5.1 锚杆与隧道围岩支护的发展
5.2 锚杆支护作用
5.2.1 锁脚锚杆的作用
5.2.2 锁脚锚管的作用
5.3 锚杆打入角度不同时拱顶沉降对比影响
5.4 不同类型拱架对拱顶沉降的影响
5.5 不同锚杆长度对拱顶沉降的影响
5.6 隧道大变形控制施工措施
5.6.1 大变形分级防治措施
5.6.2 位移控制标准
5.6.3 隧道大变形控制技术研究
5.6.4 隧底隆起变形控制技术研究
5.7 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]公路隧道软弱围岩大变形处治对策 [J]. 陈俊权. 公路交通技术. 2018(05)
[2]软弱围岩隧道变形及施工技术 [J]. 肖兵. 中国建材. 2018(09)
[3]浅埋扁平超大断面隧道断面优化设计研究 [J]. 金星亮,梁斌,焦雷,高笑娟,胡曦波. 郑州大学学报(理学版). 2017(04)
[4]西南地区隧道工程条件下岩溶地下水系统变化特征分析 [J]. 张婉婷,漆继红,许模. 现代地质. 2015(02)
[5]隧道开挖后围岩松动区及衬砌荷载分析 [J]. 高乾丰,董辉,胡柏学,李智飞. 施工技术. 2013(19)
[6]声波法测试缓倾斜层状岩体松动圈的应用研究 [J]. 陈赞成,杨鹏,吕文生,于跟波,门瑞营. 中国矿业. 2013(02)
[7]不稳定覆岩下沿空掘巷围岩大变形机理 [J]. 张源,万志军,李付臣,贺中海,周长冰,刘渝,荣同义. 采矿与安全工程学报. 2012(04)
[8]富水蚀变岩大断面高速铁路隧道开挖大变形控制技术 [J]. 聂林,陶志平,周德培,杨涛. 铁道建筑. 2012(06)
[9]通省特长隧道软岩大变形机理及处治措施 [J]. 沈峰,成词峰,周俊书. 公路. 2012(01)
[10]基于损伤理论的隧道围岩松动圈确定方法 [J]. 李政林,吴瑞祥,李龙剑,王晓艳. 地下空间与工程学报. 2011(06)
博士论文
[1]高地应力软岩隧道围岩压力研究和围岩与支护结构相互作用机理分析[D]. 陈志敏.兰州交通大学 2012
[2]云南丽江生态地质环境演化过程与趋势研究[D]. 范弢.昆明理工大学 2008
硕士论文
[1]不同锚固长度下锚杆锚固特性研究[D]. 李海洋.河南理工大学 2015
[2]新奥法隧道施工围岩—支护系统稳定性数值模拟分析[D]. 王玉培.浙江工业大学 2013
[3]软岩隧道支护设计优化研究[D]. 何成滔.西安科技大学 2011
[4]辽东湾核电站隧道围岩松动圈探测评价与开挖支护力学特性研究[D]. 杨斌.长沙理工大学 2011
[5]京张城际铁路八达岭地下车站主体结构支护参数优化研究[D]. 杨佳璇.北京交通大学 2010
[6]秦岭终南山公路隧道大埋深段施工监控量测与数值分析[D]. 胡健.长安大学 2008
[7]软弱围岩隧道合理支护型式研究[D]. 杨善胜.长安大学 2008
本文编号：3478786
【文章来源】： 武汉工程大学湖北省
【文章页数】：73 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究背景和意义
1.2 国内外研究概况
1.3 主要研究内容
第2章 工程概况及隧道变形监测
2.1 工程地质及水文地质概况
2.1.1 地形地貌
2.1.2 气象条件
2.1.3 工程地质条件
2.1.4 水文地质条件
2.1.5 地震情况
2.1.6 施工段工程概况
2.2 台阶法现场监控量测及实时数据分析
2.2.1 监测量测的目的及测点布置
2.2.2 监控量测项目及方法
2.2.3 监控量测频率及判断依据
2.2.4 监控量测数据及沉降规律
2.3 本章小结
第3章 隧道沉降支护原理
3.1 隧道围岩锚杆支护及沉降理论
3.1.1 隧道变形因素
3.1.2 隧道变形的自然因素
3.2 软弱围岩松动圈锚杆支护技术
3.2.1 松动圈锚杆支护理论
3.2.2 围岩松动圈分类
3.3 隧道施工支护理论
3.3.1 隧道施工工法
3.3.2 锚杆支护技术
3.3.3 喷射混凝土支护
3.4 本章小结
第4章 隧道开挖支护数值模拟研究
4.1 数值软件选择
4.1.1 有限单元法(FEM)概述
4.1.2 MIDAS/GTS简介
4.2 MIDAS/GTS模拟方法
4.3 模型参数确定
4.3.1 计算假设
4.3.2 隧道净空尺寸
4.3.3 模型的力学参数选取
4.4 摩尔-库伦塑性模型
4.5 隧道支护模型建立
4.6 模拟各工况
4.7 模拟数值与实测数据分析
4.8 本章小结
第5章 隧道大变形支护技术研究
5.1 锚杆与隧道围岩支护的发展
5.2 锚杆支护作用
5.2.1 锁脚锚杆的作用
5.2.2 锁脚锚管的作用
5.3 锚杆打入角度不同时拱顶沉降对比影响
5.4 不同类型拱架对拱顶沉降的影响
5.5 不同锚杆长度对拱顶沉降的影响
5.6 隧道大变形控制施工措施
5.6.1 大变形分级防治措施
5.6.2 位移控制标准
5.6.3 隧道大变形控制技术研究
5.6.4 隧底隆起变形控制技术研究
5.7 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]公路隧道软弱围岩大变形处治对策 [J]. 陈俊权. 公路交通技术. 2018(05)
[2]软弱围岩隧道变形及施工技术 [J]. 肖兵. 中国建材. 2018(09)
[3]浅埋扁平超大断面隧道断面优化设计研究 [J]. 金星亮,梁斌,焦雷,高笑娟,胡曦波. 郑州大学学报(理学版). 2017(04)
[4]西南地区隧道工程条件下岩溶地下水系统变化特征分析 [J]. 张婉婷,漆继红,许模. 现代地质. 2015(02)
[5]隧道开挖后围岩松动区及衬砌荷载分析 [J]. 高乾丰,董辉,胡柏学,李智飞. 施工技术. 2013(19)
[6]声波法测试缓倾斜层状岩体松动圈的应用研究 [J]. 陈赞成,杨鹏,吕文生,于跟波,门瑞营. 中国矿业. 2013(02)
[7]不稳定覆岩下沿空掘巷围岩大变形机理 [J]. 张源,万志军,李付臣,贺中海,周长冰,刘渝,荣同义. 采矿与安全工程学报. 2012(04)
[8]富水蚀变岩大断面高速铁路隧道开挖大变形控制技术 [J]. 聂林,陶志平,周德培,杨涛. 铁道建筑. 2012(06)
[9]通省特长隧道软岩大变形机理及处治措施 [J]. 沈峰,成词峰,周俊书. 公路. 2012(01)
[10]基于损伤理论的隧道围岩松动圈确定方法 [J]. 李政林,吴瑞祥,李龙剑,王晓艳. 地下空间与工程学报. 2011(06)
博士论文
[1]高地应力软岩隧道围岩压力研究和围岩与支护结构相互作用机理分析[D]. 陈志敏.兰州交通大学 2012
[2]云南丽江生态地质环境演化过程与趋势研究[D]. 范弢.昆明理工大学 2008
硕士论文
[1]不同锚固长度下锚杆锚固特性研究[D]. 李海洋.河南理工大学 2015
[2]新奥法隧道施工围岩—支护系统稳定性数值模拟分析[D]. 王玉培.浙江工业大学 2013
[3]软岩隧道支护设计优化研究[D]. 何成滔.西安科技大学 2011
[4]辽东湾核电站隧道围岩松动圈探测评价与开挖支护力学特性研究[D]. 杨斌.长沙理工大学 2011
[5]京张城际铁路八达岭地下车站主体结构支护参数优化研究[D]. 杨佳璇.北京交通大学 2010
[6]秦岭终南山公路隧道大埋深段施工监控量测与数值分析[D]. 胡健.长安大学 2008
[7]软弱围岩隧道合理支护型式研究[D]. 杨善胜.长安大学 2008
本文编号：3478786
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