隧道洞口段软弱破碎围岩变形特征及开挖支护优化研究
发布时间：2022-07-14 11:22
近年来,随着我国高速公路建设快速发展,越来越多的高速公路穿越山岭时需要建造山岭隧道。在山岭地带建造隧道,由于其地质条件复杂,施工难度大。洞口段往往作为隧道工程的主要风险控制工程段,与其他工程段相比,洞口段围岩破碎且风化严重,为隧道设计与施工增加了难度。若在隧道洞口段设计与施工过程中处理不当,则极易引起隧道坍塌等事故,将严重影响工程进度与安全性。因此,对隧道洞口段围岩变形特征及稳定性的研究显得尤为重要。本文以某公路隧道为工程背景,采用理论分析、现场监测、数值模拟等方法对隧道洞口段变形特征和支护设计进行研究。主要研究成果如下:（1）根据国内外相关文献资料以及20个工程实例,总结了软弱破碎围岩变形的影响因素及各因素下的围岩变形特点,分析了隧道洞口段主要支护结构的作用机理,介绍了隧道洞口段主要的施工方法,并通过调研国内外已建造隧道工程实例,对各开挖工法的优缺点及适用条件进行对比分析。（2）针对某隧道的施工现场制定监测方案,结合现场监测数据将围岩变形划分为三个时期,分别为快速变形期、缓慢变形期以及变形稳定期。通过建立灰色模型对围岩变形进行预测,可以看出Verhulst模型与DGM（2,1）模型的...
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 隧道开挖软弱破碎围岩变形特征研究现状
1.2.2 软弱破碎围岩隧道洞口段开挖支护方法研究现状
1.3 论文研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 研究技术路线
第2章 隧道洞口段软弱破碎围岩变形的影响因素及开挖支护机理与方法
2.1 软弱破碎围岩变形的影响因素
2.1.1 自然因素
2.1.2 人为因素
2.2 隧道洞口段软弱破碎围岩支护结构作用机理
2.2.1 洞口段围岩变形机理
2.2.2 喷锚支护作用机理
2.2.3 钢拱架的作用机理
2.2.4 超前小导管支护的作用机理
2.2.5 管棚支护的作用机理
2.3 软弱破碎围岩隧道洞口段施工方法
2.3.1 软弱破碎围岩隧道洞口段施工原则
2.3.2 软弱破碎围岩隧道洞口段开挖工法
2.3.3 工程实例统计及工法比选
2.4 本章小结
第3章 隧道洞口段软弱破碎围岩变形监测数据分析
3.1 隧道概况
3.1.1 隧道简介
3.1.2 工程地质特征
3.1.3 水文地质特征
3.1.4 工程特点及难点
3.2 隧道施工监测技术
3.2.1 监测设计原则
3.2.2 监测项目
3.2.3 监测方法
3.3 围岩变形监测数据分析
3.3.1 围岩变形稳定的确定
3.3.2 围岩变形监测数据分析
3.3.3 围岩变形的灰色预测
3.4 本章小结
第4章 隧道洞口段施工过程数值模拟及围岩变形与受力分析
4.1 MIDAS/GTS有限元分析软件简介
4.2 数值模拟分析流程
4.3 隧道模型的建立
4.3.1 计算假定
4.3.2 本构模型
4.3.3 计算模型
4.3.4 围岩与支护参数选取
4.3.5 施工过程实现
4.4 模拟结果分析
4.4.1 围岩变形分析
4.4.2 围岩应力分析
4.4.3 围岩塑性区分析
4.4.4 与现场监测结果对比
4.5 本章小结
第5章 隧道洞口段开挖支护优化研究
5.1 模拟工况
5.2 计算模型
5.3 模拟结果分析
5.3.1 围岩变形分析
5.3.2 围岩塑性区分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅埋偏压大断面隧道洞口段开挖顺序优化[J]. 李跃强. 公路. 2018(02)
[2]软岩大变形隧道双层初期支护承载性能对比试验研究[J]. 张德华,雷可,谭忠盛,田文平,崔隽. 土木工程学报. 2017(S2)
[3]高地应力软岩隧道大变形机理及控制对策研究综述[J]. 魏来,刘钦,黄沛. 公路. 2017(07)
[4]桩基础导向墙长管棚联合支护技术在软弱围岩隧道进洞施工中的应用[J]. 许志城. 施工技术. 2017(S1)
[5]浅埋偏压大断面隧道施工优化及受力特征分析[J]. 宋战平,王童,周建军,于文山. 地下空间与工程学报. 2017(02)
[6]深埋软岩隧道开挖及支护变形特征研究[J]. 张咪,曾阳益,邓通海,邓辉. 水电能源科学. 2017(01)
[7]大跨软岩隧道二衬合理支护时机的分析与优化[J]. 邵珠山,张艳玲,王新宇,李晓照. 地下空间与工程学报. 2016(04)
[8]隧道工程大变形研究现状、问题与对策及新型支护体系应用介绍[J]. 李术才,徐飞,李利平,王渭明,张伟,张乾青,石少帅. 岩石力学与工程学报. 2016(07)
[9]砂土地层中隧道施工引起土层沉降的颗粒流模拟研究[J]. 王正兴,施焱. 隧道建设. 2016(02)
[10]应变软化弹塑性岩体中TBM施工过程围岩力学状态的理论分析[J]. 王华宁,李悦,骆莉莎,蒋明镜,曾广尚. 岩石力学与工程学报. 2016(02)
博士论文
[1]绢云母软质片岩隧道施工期围岩变形特征及支护技术研究[D]. 余庆锋.中国地质大学 2016
[2]大变形回采巷道围岩变形破坏机理与控制方法研究[D]. 赵志强.中国矿业大学（北京） 2014
[3]三峡库区渐进式库岸滑坡的预测预报研究[D]. 李远耀.中国地质大学 2010
硕士论文
[1]浅埋软弱围岩隧道施工方法及力学响应研究[D]. 温伟铳.重庆交通大学 2016
[2]软岩大变形隧道施工关键技术研究[D]. 付思远.北京工业大学 2015
[3]挤压性炭质千枚岩隧道模型试验及围岩变形特征研究[D]. 冯亚松.兰州交通大学 2015
[4]软弱围岩隧道洞口段预加固技术研究[D]. 刘斌.长安大学 2014
[5]新奥法的不同施工方法下山岭隧道围岩稳定性研究[D]. 李青松.北京交通大学 2014
[6]软岩隧道围岩变形控制技术研究[D]. 夏冲.西南交通大学 2013
[7]某隧道围岩稳定性分析与塌方预测研究[D]. 贡少瑞.西安建筑科技大学 2013
[8]长株潭城际铁路贺家冲隧道浅埋洞口段施工方法研究[D]. 杨磊.中南大学 2012
[9]软弱围岩隧道不同开挖方法施工力学响应数值模拟[D]. 许光磊.重庆交通大学 2012
[10]VI级围岩浅埋大跨度偏压隧道稳定性研究[D]. 石熊.湖南科技大学 2011
本文编号：3661031
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 隧道开挖软弱破碎围岩变形特征研究现状
1.2.2 软弱破碎围岩隧道洞口段开挖支护方法研究现状
1.3 论文研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 研究技术路线
第2章 隧道洞口段软弱破碎围岩变形的影响因素及开挖支护机理与方法
2.1 软弱破碎围岩变形的影响因素
2.1.1 自然因素
2.1.2 人为因素
2.2 隧道洞口段软弱破碎围岩支护结构作用机理
2.2.1 洞口段围岩变形机理
2.2.2 喷锚支护作用机理
2.2.3 钢拱架的作用机理
2.2.4 超前小导管支护的作用机理
2.2.5 管棚支护的作用机理
2.3 软弱破碎围岩隧道洞口段施工方法
2.3.1 软弱破碎围岩隧道洞口段施工原则
2.3.2 软弱破碎围岩隧道洞口段开挖工法
2.3.3 工程实例统计及工法比选
2.4 本章小结
第3章 隧道洞口段软弱破碎围岩变形监测数据分析
3.1 隧道概况
3.1.1 隧道简介
3.1.2 工程地质特征
3.1.3 水文地质特征
3.1.4 工程特点及难点
3.2 隧道施工监测技术
3.2.1 监测设计原则
3.2.2 监测项目
3.2.3 监测方法
3.3 围岩变形监测数据分析
3.3.1 围岩变形稳定的确定
3.3.2 围岩变形监测数据分析
3.3.3 围岩变形的灰色预测
3.4 本章小结
第4章 隧道洞口段施工过程数值模拟及围岩变形与受力分析
4.1 MIDAS/GTS有限元分析软件简介
4.2 数值模拟分析流程
4.3 隧道模型的建立
4.3.1 计算假定
4.3.2 本构模型
4.3.3 计算模型
4.3.4 围岩与支护参数选取
4.3.5 施工过程实现
4.4 模拟结果分析
4.4.1 围岩变形分析
4.4.2 围岩应力分析
4.4.3 围岩塑性区分析
4.4.4 与现场监测结果对比
4.5 本章小结
第5章 隧道洞口段开挖支护优化研究
5.1 模拟工况
5.2 计算模型
5.3 模拟结果分析
5.3.1 围岩变形分析
5.3.2 围岩塑性区分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅埋偏压大断面隧道洞口段开挖顺序优化[J]. 李跃强. 公路. 2018(02)
[2]软岩大变形隧道双层初期支护承载性能对比试验研究[J]. 张德华,雷可,谭忠盛,田文平,崔隽. 土木工程学报. 2017(S2)
[3]高地应力软岩隧道大变形机理及控制对策研究综述[J]. 魏来,刘钦,黄沛. 公路. 2017(07)
[4]桩基础导向墙长管棚联合支护技术在软弱围岩隧道进洞施工中的应用[J]. 许志城. 施工技术. 2017(S1)
[5]浅埋偏压大断面隧道施工优化及受力特征分析[J]. 宋战平,王童,周建军,于文山. 地下空间与工程学报. 2017(02)
[6]深埋软岩隧道开挖及支护变形特征研究[J]. 张咪,曾阳益,邓通海,邓辉. 水电能源科学. 2017(01)
[7]大跨软岩隧道二衬合理支护时机的分析与优化[J]. 邵珠山,张艳玲,王新宇,李晓照. 地下空间与工程学报. 2016(04)
[8]隧道工程大变形研究现状、问题与对策及新型支护体系应用介绍[J]. 李术才,徐飞,李利平,王渭明,张伟,张乾青,石少帅. 岩石力学与工程学报. 2016(07)
[9]砂土地层中隧道施工引起土层沉降的颗粒流模拟研究[J]. 王正兴,施焱. 隧道建设. 2016(02)
[10]应变软化弹塑性岩体中TBM施工过程围岩力学状态的理论分析[J]. 王华宁,李悦,骆莉莎,蒋明镜,曾广尚. 岩石力学与工程学报. 2016(02)
博士论文
[1]绢云母软质片岩隧道施工期围岩变形特征及支护技术研究[D]. 余庆锋.中国地质大学 2016
[2]大变形回采巷道围岩变形破坏机理与控制方法研究[D]. 赵志强.中国矿业大学（北京） 2014
[3]三峡库区渐进式库岸滑坡的预测预报研究[D]. 李远耀.中国地质大学 2010
硕士论文
[1]浅埋软弱围岩隧道施工方法及力学响应研究[D]. 温伟铳.重庆交通大学 2016
[2]软岩大变形隧道施工关键技术研究[D]. 付思远.北京工业大学 2015
[3]挤压性炭质千枚岩隧道模型试验及围岩变形特征研究[D]. 冯亚松.兰州交通大学 2015
[4]软弱围岩隧道洞口段预加固技术研究[D]. 刘斌.长安大学 2014
[5]新奥法的不同施工方法下山岭隧道围岩稳定性研究[D]. 李青松.北京交通大学 2014
[6]软岩隧道围岩变形控制技术研究[D]. 夏冲.西南交通大学 2013
[7]某隧道围岩稳定性分析与塌方预测研究[D]. 贡少瑞.西安建筑科技大学 2013
[8]长株潭城际铁路贺家冲隧道浅埋洞口段施工方法研究[D]. 杨磊.中南大学 2012
[9]软弱围岩隧道不同开挖方法施工力学响应数值模拟[D]. 许光磊.重庆交通大学 2012
[10]VI级围岩浅埋大跨度偏压隧道稳定性研究[D]. 石熊.湖南科技大学 2011
本文编号：3661031
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3661031.html
