恩贡山隧道斜井与主洞交叉段围岩稳定性评价与预测研究

发布时间：2022-10-08 16:57

　　根据隧道功能的需要,有的隧道除了主洞外,还有斜井、竖井和支洞等次洞,主洞和次洞交叉处构成隧道交叉段。由于隧道交叉段是构造突变之处,也是受力突变之处,在隧道交叉段往往产生应力集中和较大变形,从而对隧道围岩稳定性产生严重影响,所以,加强对隧道交叉段围岩稳定性评价与预测具有重要的理论与实际意义。本文以肯尼亚内马铁路一期一标恩贡山隧道斜井与正洞交叉段隧道开挖施工作为研究对象,采用现场测试、弹塑性理论分析、人工智能技术和数值模拟等理论与方法,对恩贡山隧道斜井与主洞交叉段围岩稳定性评价与预测进行了研究,主要研究成果有:（1）结合恩贡山隧道交叉段与非交叉段围岩变形监测数据,采用隧道围岩稳定性分析评价指标:隧道拱顶沉降、围岩开挖稳定时间以及围岩变形收敛速度来对恩贡山隧道稳定性分析评价,二者均满足隧道围岩稳定性要求。但交叉段围岩处变形序列拱顶沉降与水平收敛变形速率有发生突变且收敛时间相对较长,并做了进一步预测分析研究。（2）针对一般隧道围岩变形计算理论在交叉段隧道结构改变时围岩变形突变部分考虑较少的不足,提出了基于薄壳理论方法下隧道交叉段围岩变形计算公式。同时,利用Mindlin位移解公式对斜井与主洞后... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究目的与意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 主要研究内容与方法
        1.4.1 本文主要研究内容
        1.4.2 研究技术路线
第2章 恩贡山隧道斜井与主洞交叉段围岩监测分析与稳定性评价
    2.1 工程简介
    2.2 恩贡山隧道围岩变形监测与分析
        2.2.1 恩贡山隧道围岩变形监测点布置
        2.2.2 恩贡山隧道围岩监测数据及其分析
    2.3 恩贡山隧道交叉段围岩稳定性评价
        2.3.1 隧道围岩稳定性评价指标
        2.3.2 恩贡山隧道围岩稳定性分析评价
第3章 隧道交叉段围岩位移的理论解析研究
    3.1 隧道交叉段开挖的薄壳开孔理论
        3.1.1 隧道交叉段计算坐标系
        3.1.2 隧道大开孔基本方程
        3.1.3 隧道大开孔边界分析
    3.2 Mindlin位移解隧道围岩变形预测修正公式
        3.2.1 隧道内Mindlin位移解分析
        3.2.2 集中力作用下的Mindlin位移解
        3.2.3 Mindlin位移解的高斯-勒让德求解
    3.3 恩贡山隧道交叉段围岩变形预测应用
        3.3.1 基于薄壳理论的隧道开孔变形预测值
        3.3.2 基于Mindlin位移解公式隧道变形修正
        3.3.3 Mindlin公式计算隧道位移
第四章 隧道交叉段围岩稳定性评价数值计算分析研究
    4.1 恩贡山隧道数值模型
    4.2 隧道计算准则及力学参数
    4.3 FLAC3D爆破动力计算
        4.3.1 FLAC3D动力分析
        4.3.2 动力边界条件
        4.3.3 力学阻尼
    4.4 恩贡山隧道静力计算结果分析
        4.4.1 恩贡山隧道围岩变形分析
        4.4.2 恩贡山隧道围岩应力分析
    4.5 恩贡山隧道爆破开挖数值模拟分析
        4.5.1 恩贡山隧道围岩爆破动荷载
        4.5.2 恩贡山隧道围岩爆破动力计算分析
第5章 含突变点的隧道围岩变形预测模型及其应用研究
    5.1 隧道变形序列突变点
        5.1.1 人工蜂群算法原理
        5.1.2 人工蜂群算法
        5.1.3 有序聚类分析法
    5.2 含突变点的位移序列预测模型
        5.2.1 指数函数预测模型
        5.2.2 隧道围岩变形序列相空间重构
        5.2.3 隧道围岩突变点后变形预测模型
    5.3 恩贡山隧道围岩变形预测模型
        5.3.1 基于人工蜂群算法恩贡山隧道围岩变形序列全局搜索突变点
        5.3.2 基于有序聚类法恩贡山隧道围岩变形序列局部搜索突变点
        5.3.3 恩贡山隧道围岩变形指数函数预测
        5.3.4 恩贡山隧道围岩变形序列突变序列预测
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表论文及参加科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]隧道围岩稳定性分析和评价指标的确定[J]. 周俊磊.  交通科技. 2018(06)
[2]浅埋小净距公路隧道围岩压力分布规律[J]. 孙振宇,张顶立,房倩,粟威.  中国公路学报. 2018(09)
[3]二阶椭圆问题的修正Morley元方法[J]. 王文庆,汤凯.  温州大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]基于强度折减法的地铁车站交叉段稳定性分析[J]. 陈林杰,梁波.  地下空间与工程学报. 2018(01)
[5]基于多变量的集成预测模型在隧道拱顶沉降变形预测中的应用[J]. 肖大海,谢全敏,杨文东.  公路交通科技. 2017(12)
[6]基于BP神经网络的隧道稳定性分析研究[J]. 田明杰,牟智恒,仇文革.  土木工程学报. 2017(S2)
[7]两向不等压圆形隧洞弹塑性解析分析[J]. 吕爱钟,张晓莉,王少杰.  岩石力学与工程学报. 2018(01)
[8]黏土浅埋隧道开挖面稳定性模型试验研究[J]. 邹金杰,赵宇,李姣阳,甘鹏路,闫自海,刘维.  西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2017(04)
[9]人工蜂群算法研究综述[J]. 何尧,刘建华,杨荣华.  计算机应用研究. 2018(05)
[10]改进粒子群算法优化灰色神经网络预测模型及其应用[J]. 周飞,吕一清,石琳娜.  统计与决策. 2017(11)

博士论文
[1]圆柱壳大开孔接管的应力分析[D]. 邓勇.清华大学 1990

硕士论文
[1]爆破振动对既有铁路隧道结构影响的数值模拟研究[D]. 郭云龙.中国铁道科学研究院 2018
[2]基于Mindlin解的盾构施工引起的地表变形规律研究[D]. 孔志鹏.沈阳工业大学 2017
[3]石大公路明挖隧道施工监测与信息反馈技术研究[D]. 陈立谷.长安大学 2012
[4]隧道支护优化及变形破坏概率分析[D]. 伍文国.湖南大学 2010
[5]洞室群围岩稳定性数值模拟分析[D]. 魏巍.北京交通大学 2010



本文编号：3688085