高速铁路隧道围岩空间变异性的力学响应分析及应用
发布时间：2021-02-02 14:37
由于矿物构成、沉积条件、应力历史以及其它地质作用的差异,地层中岩土体力学性质的空间变异性总是客观存在的,且这一性质会直接影响到隧道开挖后围岩的力学响应,也会对隧道设计中支护荷载计算、地层变形预测以及安全控制对策产生明显影响。目前隧道结构普遍采用以经验为主的工程类比和确定性验算设计方法,这使得相关分析过程忽视了围岩的空间变异性。对于高速铁路隧道,由于高速列车的空气动力学效应,其设计断面一般较大,而在大断面隧道的开挖过程中,围岩的空间变异性表现得尤为突出,其对围岩力学特性的影响也将愈加明显。如果在隧道建设过程中忽略该特性,有时会得出不合理甚至矛盾的结果,从而降低安全储备甚至危及工程安全。因此,为了解决上述问题,需要对围岩参数空间变异性的力学响应及其工程影响开展研究工作。本文围绕高速铁路隧道围岩力学性质的空间变异性展开了系统性的研究。首先,对围岩力学性质的空间变异性进行模型化描述,在此基础上结合地勘数据进行优化建模;其次,对空间变异性条件下隧道开挖后围岩的力学响应进行了研究;在支护结构方面,围绕隧道建设与运营阶段,对支护结构受围岩荷载空间变异性及其本身抗力随机性影响下的力学特性进行研究;最后...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１高速铁路网中长期规划示意图（２０３０）??与普速铁路和重载铁路相比，高速铁路由于行车速度快，列车通过隧道时会产??
受地质作用的影响，岩体会表现出明显的结构构造特征，且这种结构构造特征??表现为明显的非连续性和随机性，以岩体的节理特性为例，其产状、长度、间距、??起伏角等分布特征表现为明显的非连续性和随机性（如图２－２所示），由于单体规??模较小，整体数量和密度较大，目前的工程勘察无法确定它们的精确空间分布状态。??将上述特征称之为围岩的非连续随机性。围岩的非连续随机性不仅破坏了围岩的??完整性，还直接影响着隧道开挖后围岩的变形与破坏模式。因此，围岩的非连续随??机性是围岩不确定性的一个重要组成部分。??图２－２围岩的非连续随机性示意图??１６??
隧道施工的安全性。??＝?—?＝?—?＝一二－二—二一二一二一二一＝－固态（灰岩）：一：??图２－１围岩的宏观多相性示意图??（２）非连续随机性??受地质作用的影响，岩体会表现出明显的结构构造特征，且这种结构构造特征??表现为明显的非连续性和随机性，以岩体的节理特性为例，其产状、长度、间距、??起伏角等分布特征表现为明显的非连续性和随机性（如图２－２所示），由于单体规??模较小，整体数量和密度较大，目前的工程勘察无法确定它们的精确空间分布状态。??将上述特征称之为围岩的非连续随机性。围岩的非连续随机性不仅破坏了围岩的??完整性，还直接影响着隧道开挖后围岩的变形与破坏模式。因此，围岩的非连续随??机性是围岩不确定性的一个重要组成部分。??图２－２围岩的非连续随机性示意图??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]隧道围岩变形的非线性自回归时间序列预测方法研究[J]. 文明,张顶立,房倩,齐俊,方黄城,陈文博. 北京交通大学学报. 2017(04)
[2]高速铁路隧道围岩参数空间变异性的力学响应分析[J]. 文明,张顶立,房倩. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[3]浅埋单护盾TBM隧道施工地表变形规律研究[J]. 孙鹤明,汪强宗,张磊,张书香,李超. 地下空间与工程学报. 2017(S1)
[4]基于Info-gap理论的支护围岩稳健可靠性分析[J]. 司天琪,苏永华,肖旺. 岩土力学. 2017(03)
[5]中国高速铁路隧道的发展及规划[J]. 赵勇,田四明,孙毅. 隧道建设. 2017(01)
[6]漫谈矿山法隧道技术第十一讲——谈隧道施工机械化[J]. 关宝树. 隧道建设. 2016(10)
[7]基于随机场理论的盾构隧道地表变形分析[J]. 程红战,陈健,李健斌,胡之锋,李建贺,黄珏皓. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[8]考虑土体弹性模量随机场的隧道结构地震响应分析[J]. 岳庆霞,任晓丹,张鑫. 建筑结构学报. 2016(S1)
[9]基于随机有限元的隧道锚喷支护可靠度方案优化设计[J]. 叶婷婷,周科平,胡建华,燕喜军,蒋冲. 矿冶工程. 2015(06)
[10]隧道围岩的复合结构特性及其荷载效应[J]. 张顶立,陈立平. 岩石力学与工程学报. 2016(03)
博士论文
[1]水电工程边坡可靠度非侵入式随机分析方法[D]. 蒋水华.武汉大学 2014
[2]面向地质勘查的多源异构数据集成关键技术研究[D]. 李鹏.中国地质大学 2013
[3]岩体力学参数推断的Bayes方法及截尾可靠度的研究与应用[D]. 毕忠伟.中南大学 2008
硕士论文
[1]高速铁路隧道空气动力学特性及气动荷载谱研究[D]. 郭宏.北京交通大学 2017
[2]高速铁路隧道复合式衬砌结构可靠性分析[D]. 粟威.北京交通大学 2016
[3]岩溶隧道底板安全厚度及稳健性研究[D]. 谢轲.成都理工大学 2013
[4]隧道支护结构的可靠度分析及其工程应用研究[D]. 燕喜军.中南大学 2009
[5]水底输气隧道二次衬砌可靠性研究[D]. 李书万.西南交通大学 2009
[6]基于有限元和神经网络的隧道结构可靠度研究[D]. 李登新.重庆大学 2006
本文编号：3014860
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１高速铁路网中长期规划示意图（２０３０）??与普速铁路和重载铁路相比，高速铁路由于行车速度快，列车通过隧道时会产??
受地质作用的影响，岩体会表现出明显的结构构造特征，且这种结构构造特征??表现为明显的非连续性和随机性，以岩体的节理特性为例，其产状、长度、间距、??起伏角等分布特征表现为明显的非连续性和随机性（如图２－２所示），由于单体规??模较小，整体数量和密度较大，目前的工程勘察无法确定它们的精确空间分布状态。??将上述特征称之为围岩的非连续随机性。围岩的非连续随机性不仅破坏了围岩的??完整性，还直接影响着隧道开挖后围岩的变形与破坏模式。因此，围岩的非连续随??机性是围岩不确定性的一个重要组成部分。??图２－２围岩的非连续随机性示意图??１６??
隧道施工的安全性。??＝?—?＝?—?＝一二－二—二一二一二一二一＝－固态（灰岩）：一：??图２－１围岩的宏观多相性示意图??（２）非连续随机性??受地质作用的影响，岩体会表现出明显的结构构造特征，且这种结构构造特征??表现为明显的非连续性和随机性，以岩体的节理特性为例，其产状、长度、间距、??起伏角等分布特征表现为明显的非连续性和随机性（如图２－２所示），由于单体规??模较小，整体数量和密度较大，目前的工程勘察无法确定它们的精确空间分布状态。??将上述特征称之为围岩的非连续随机性。围岩的非连续随机性不仅破坏了围岩的??完整性，还直接影响着隧道开挖后围岩的变形与破坏模式。因此，围岩的非连续随??机性是围岩不确定性的一个重要组成部分。??图２－２围岩的非连续随机性示意图??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]隧道围岩变形的非线性自回归时间序列预测方法研究[J]. 文明,张顶立,房倩,齐俊,方黄城,陈文博. 北京交通大学学报. 2017(04)
[2]高速铁路隧道围岩参数空间变异性的力学响应分析[J]. 文明,张顶立,房倩. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[3]浅埋单护盾TBM隧道施工地表变形规律研究[J]. 孙鹤明,汪强宗,张磊,张书香,李超. 地下空间与工程学报. 2017(S1)
[4]基于Info-gap理论的支护围岩稳健可靠性分析[J]. 司天琪,苏永华,肖旺. 岩土力学. 2017(03)
[5]中国高速铁路隧道的发展及规划[J]. 赵勇,田四明,孙毅. 隧道建设. 2017(01)
[6]漫谈矿山法隧道技术第十一讲——谈隧道施工机械化[J]. 关宝树. 隧道建设. 2016(10)
[7]基于随机场理论的盾构隧道地表变形分析[J]. 程红战,陈健,李健斌,胡之锋,李建贺,黄珏皓. 岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[8]考虑土体弹性模量随机场的隧道结构地震响应分析[J]. 岳庆霞,任晓丹,张鑫. 建筑结构学报. 2016(S1)
[9]基于随机有限元的隧道锚喷支护可靠度方案优化设计[J]. 叶婷婷,周科平,胡建华,燕喜军,蒋冲. 矿冶工程. 2015(06)
[10]隧道围岩的复合结构特性及其荷载效应[J]. 张顶立,陈立平. 岩石力学与工程学报. 2016(03)
博士论文
[1]水电工程边坡可靠度非侵入式随机分析方法[D]. 蒋水华.武汉大学 2014
[2]面向地质勘查的多源异构数据集成关键技术研究[D]. 李鹏.中国地质大学 2013
[3]岩体力学参数推断的Bayes方法及截尾可靠度的研究与应用[D]. 毕忠伟.中南大学 2008
硕士论文
[1]高速铁路隧道空气动力学特性及气动荷载谱研究[D]. 郭宏.北京交通大学 2017
[2]高速铁路隧道复合式衬砌结构可靠性分析[D]. 粟威.北京交通大学 2016
[3]岩溶隧道底板安全厚度及稳健性研究[D]. 谢轲.成都理工大学 2013
[4]隧道支护结构的可靠度分析及其工程应用研究[D]. 燕喜军.中南大学 2009
[5]水底输气隧道二次衬砌可靠性研究[D]. 李书万.西南交通大学 2009
[6]基于有限元和神经网络的隧道结构可靠度研究[D]. 李登新.重庆大学 2006
本文编号：3014860
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