渣体地层隧道施工影响下的围岩及支护结构力学行为研究

发布时间：2017-10-04 08:27

  本文关键词：渣体地层隧道施工影响下的围岩及支护结构力学行为研究

  更多相关文章： 渣体 初期支护 拱架 围岩

【摘要】：本文以凤咀江隧道为依托,采用有限元计算结合现场施工监测的方法,对隧道围岩及初支结构的力学行为进行了研究。具体研究了隧道不同开挖进尺下、隧道开挖过程、隧道施工稳定后围岩以及初期支护的力学行为规律。这对类似渣体(渣体不可以承受拉应力)地层隧道的设计与施工具有一定的指导意义。对于开挖进尺的研究,首先分析了洞壁收敛以及洞壁应力随开挖进尺的变化规律,然后综合D-P准则、施工技术条件和施工安全因素等得出隧道开挖进尺宜小于等于4.0m。对于隧道施工过程的研究,主要研究了隧道围岩变形以及应力随隧道施工的动态变化规律,分析了初期支护混凝土随隧道开挖的变形、受力的动态变化机理,分析了拱架应力重分布规律与隧道开挖之间的关系。对于隧道施工稳定后力学行为的研究,得出稳定后隧道围岩及初支力学行为的预测模型,预测模型包括了围岩位移(地表沉降、洞壁收敛)、围岩应力(第一第三主应力)以及初支拱架应力与拱顶沉降的关系。借助于预测模型,根据实际监测到的拱顶沉降,可以对围岩及初支的变形和受力进行预测。此外,本文还介绍了拱架应力监测所用仪器、所采用的方法以及传感器的布置方式等。通过对监测结果进行分析,并与理论值进行了比对,理论值与实测值有较好的吻合。
【关键词】：渣体 初期支护 拱架 围岩
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U451
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-18
• 1.2.1 隧道开挖进尺13-14
• 1.2.2 管棚超前支护14-16
• 1.2.3 围岩力学行为16-17
• 1.2.4 拱架作用机理17-18
• 1.3 依托工程背景18-21
• 1.3.1 工程概括18-19
• 1.3.2 工程地质与水文地质19-20
• 1.3.3 施工方法及支护参数20-21
• 1.4 研究内容21-23
• 2 基本理论及模型建立23-29
• 2.1 基本理论23-25
• 2.1.1 等代层概念23-24
• 2.1.2 岩土材料屈服准则24-25
• 2.2 模型建立25-29
• 2.2.1 模型假设及参数的选取25-26
• 2.2.2 有限元模型建立26-29
• 3 隧道开挖进尺影响分析29-43
• 3.1 不同开挖进尺下围岩位移分析29-32
• 3.2 不同开挖进尺下围岩应力分析32-40
• 3.2.1 拱顶应力分析33-35
• 3.2.2 上导侧壁应力分析35-36
• 3.2.3 中导侧壁应力分析36-38
• 3.2.4 下导侧壁应力分析38-40
• 3.3 管棚受力分析40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 4 隧道施工过程动态分析43-65
• 4.1 围岩力学行为施工过程动态分析43-51
• 4.1.1 围岩变形动态分析43-48
• 4.1.2 围岩应力动态分析48-51
• 4.2 初期支护力学行为动态分析51-63
• 4.2.1 初支混凝土力学行为动态分析51-59
• 4.2.2 初支拱架力学行为动态分析59-63
• 4.3 本章小结63-65
• 5 隧道施工稳定后围岩及初支力学行为分析65-87
• 5.1 隧道施工稳定后围岩力学行为分析65-75
• 5.1.1 隧道施工稳定后围岩位移分析65-68
• 5.1.2 隧道施工稳定后围岩应力分析68-75
• 5.2 隧道施工稳定后拱架力学行为分析75-84
• 5.2.1 隧道施工稳定后拱架位移分析75-76
• 5.2.2 隧道施工稳定后拱架应力分析76-84
• 5.3 本章小结84-87
• 6 拱架应力施工期间监测及其监测值与理论值的比对87-99
• 6.1 监测仪器及方法87-88
• 6.1.1 测量仪器87-88
• 6.1.2 量测方法88
• 6.2 监测结果分析88-95
• 6.2.1 传感器布置88-90
• 6.2.2 测点受力变化规律分析90-95
• 6.3 监测值与理论值的比对95-96
• 6.4 本章小结96-99
• 7 结论与展望99-101
• 7.1 研究结论99-100
• 7.2 问题及展望100-101
• 参考文献101-105
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果105-109
• 学位论文数据集109

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