隧道围岩质量分级与稳定性评价
本文关键词：隧道围岩质量分级与稳定性评价
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【摘要】：随着我国经济的快速发展,基础设施,特别是交通基础设施建设也在不断地加速推进,公路隧道特别是长隧道也越来越多。隧道施工过程,隧洞周围一定范围内的岩体应力将会发生重新分布,当这种重分布应力大小超过围岩极限强度时,必将引起围岩变形破坏。因此,围岩稳定性评价与隧道施工、运营安全之间关系密切相关,是一项值得研究内容。本文以金海湖隧道工程为背景,采用定性与定量相结合的方法,对隧道围岩分级和稳定性展开研究,主要研究成果如下:1、采用BQ法、RMR法和灰色理论灰色聚类法对金海湖隧道围岩进行综合分级。得出以下结论:金海湖隧道围岩分为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级,其中Ⅲ级围岩总长度100m,占全长的42.2%;Ⅳ级围岩总长度80m,占全长的33.7%;Ⅴ级围岩总长度57m,占全长的24.1%。2、采用工程地质评价从变形机制和稳定性影响因素两个角度进行探讨,提出了金海湖隧道主要变形破坏机制为强度-应力控制型,结合金海湖隧道工程实际,综合评价Ⅲ级围岩区段隧道围岩稳定性较好,Ⅳ级围岩区段隧道围岩稳定性一般,Ⅴ级围岩区段隧道围岩稳定性较差。3、采用COMSOL Multiphysics数值分析软件,分别对Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩段典型断面的隧道开挖进行建模计算分析,得到了各典型断面围岩应力和位移分布规律,并根据数值模拟结果进行围岩稳定性评价。4、基于隧道围岩稳定性评价,结合金海湖隧道工程实际,对隧道施工和围岩变形控制提出建议,对隧道中围岩稳定性和施工安全具有一定的指导意义。
【关键词】：隧道 灰色聚类法 围岩分级 数值分析 稳定性评价
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U452.12
【目录】：
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 绪论10-16
- 1.1 选题背景和研究意义10-11
- 1.2 围岩质量分级研究现状11-13
- 1.3 围岩稳定性研究现状13-14
- 1.4 研究内容14-15
- 1.5 技术路线15-16
- 第2章 研究区地质环境条件16-26
- 2.1 工程概况16
- 2.2 气象水文16-17
- 2.2.1 气象16-17
- 2.2.2 水文17
- 2.3 地质环境17-24
- 2.3.1 地形地貌17-18
- 2.3.2 地层岩性18-21
- 2.3.3 地质构造与区域稳定性21-23
- 2.3.4 水文地质23-24
- 2.3.5 不良地质作用24
- 2.4 本章小结24-26
- 第3章 隧道围岩质量研究26-37
- 3.1 BQ法分级26-28
- 3.1.1 围岩初步分级26-27
- 3.1.2 围岩级别修正27-28
- 3.2 RMR法分级28-30
- 3.3 灰色聚类法分级30-35
- 3.3.1 基本原理30-31
- 3.3.2 围岩初步分级31-34
- 3.3.3 围岩级别修正34-35
- 3.4 围岩质量综合评价35-36
- 3.5 本章小结36-37
- 第4章 隧道围岩稳定性评价37-63
- 4.1 概述37-42
- 4.1.1 围岩变形破坏机制37-39
- 4.1.2 影响围岩稳定性因素分析39-42
- 4.2 围岩稳定性工程地质评价42-43
- 4.3 围岩稳定性数值模拟分析43-61
- 4.3.1 岩体弹塑性理论43-47
- 4.3.2 模拟软件简介47-48
- 4.3.3 模型建立48-52
- 4.3.4 数值模拟结果分析52-61
- 4.4 本章小结61-63
- 第5章 隧道围岩变形控制63-68
- 5.1 围岩变形控制方法63-64
- 5.2 围岩变形控制措施64-67
- 5.2.1 施工方法选择64-65
- 5.2.2 变形控制措施65-66
- 5.2.3 围岩衬砌支护66-67
- 5.3 本章小结67-68
- 第6章 结论与展望68-70
- 6.1 结论68
- 6.2 展望68-70
- 致谢70-71
- 参考文献71-73
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