富水软岩隧道初支结构受力及变形控制研究

发布时间：2020-06-07 13:27

【摘要】：软弱围岩隧道围岩与支护结构的作用关系及变形控制研究一直是隧道工程中的重要研究内容之一,也是隧道安全施工和施工周期的决定性因素。本文结合揭(阳)惠(来)高速公路小北山1#隧道实际工程,针对F3断层富水软岩段,采用理论分析、现场监测、室内试验、数值模拟等综合研究方法,对软弱围岩段围岩变形、初支结构受力、注浆配比进行了系统性的分析,论文的主要研究内容及成果如下:(1)系统整理阐述了软岩的定义分类及力学特征,软弱围岩与支护结构的作用关系以及初支结构中各构件的支护机理。并借助弹塑性力学,材料力学等理论方法对小北山1#号隧道的围岩支护抗力与洞壁周边变形关系进行了理论分析计算。(2)根据小北山1#隧道监测方案,对隧道软岩段围岩变形、初支内力进行现场监测和结果分析,软弱围岩存在变形大、变形速率快且不易收敛等特征,初支结构易在拱腰等处发生应力集中现象,需要加强支护,保证围岩结构的稳定性。(3)针对小北山1#隧道软岩段地处F3富水断层,采用室内注浆配比试验,研究了不同配比方案和不同配比浓度的情况下,浆液的渗透性、凝胶时间、抗压强度等各项性能指标,选出最佳的注浆加固的浆液配比方案。(4)采用GTX NX数值模拟软件对富水软岩段进行了模拟分析,研究了不同施工支护方案下围岩的变形、受力特征,选出更优的施工支护方案,并与实际监测结果进行对比分析,为以后相似工况下富水软岩隧道施工及分析提供一定的指导和参考作用。
【图文】：

论文的研究方法与技术路线图

图 2-1 隧道结构体系示意图隧道支护结构分为超前支护、初期支护和二次衬体共同形成承载结构，二次衬砌仅作为安全储备的荷载。挖前对需要采取拱顶稳定对策及抑制地表面下沉形，，防护和强化掌子面前方围岩的对策。主要的加固、掌子面超前加固、拱脚加固、突涌水防范超前小导管注众、管棚、掌子面超前锚杆、全断考虑隧道的安全性、超前支护的效果、对周边环法的适应性等比较，从而选定合适的超前支护。可能性，并反映到初步设计中。杆、喷射混凝土、钢拱架（型钢钢拱架、格栅钢拱
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U451

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 来弘鹏;徐学深;常瑞成;谢永利;;公路隧道扩建力学特征研究[J];中国公路学报;2014年01期

2 张俊波;陈政平;周朝辉;;膨胀型软岩巷道支护技术研究及应用[J];煤炭工程;2011年06期

3 刘学增;叶康;;山岭公路隧道围岩压力统计规律分析[J];岩土工程学报;2011年06期

4 史彦文;丁小军;韩常领;;极软岩隧道沉降变形的控制措施[J];中外公路;2009年04期

5 来弘鹏;林永贵;谢永利;杨晓华;;不同应力场下软弱围岩公路隧道的力学特征试验[J];中国公路学报;2008年04期

6 余伟健;高谦;韩阳;张周平;韦寒波;;不稳定围岩开挖与让压支护的优化设计及数值分析[J];煤炭学报;2008年01期

7 黄南清;;浅埋软岩大跨度铁路隧道施工技术研究[J];施工技术;2006年11期

8 王丙堤;;高地应力软弱围岩变形控制方法[J];铁道工程学报;2006年04期

9 李宏建;于跃勋;朱永全;;广州东湖车站暗挖段施工三维动态过程数值模拟分析[J];铁道标准设计;2006年04期

10 陈沅江,吴超,潘长良;一种软岩结构面流变的新力学模型[J];矿山压力与顶板管理;2005年03期

本文编号：2701487