陕北地区隧道围岩级别划分研究

发布时间：2017-07-06 09:20

  本文关键词：陕北地区隧道围岩级别划分研究

  更多相关文章： 公路隧道 指标体系 地质雷达 围岩分级 BQ公式 点荷载

【摘要】：目前,我国现行公路勘察、设计规范的隧道围岩分级方法属于定性和半定量方法。受勘察阶段技术手段的限制,围岩级别划分的准确性相对于隧道实际开挖情况,存在一定误差,局部误差常常较大。现行规范的不完善会引发两种后果:设计与规范冲突或较大的工程变更量。隧道围岩分级不准确,会造成工程建设浪费或工程运营不安全。如果设计采用的围岩级别比实际围岩级别好,施工支护强度将弱于实际需要值,会不安全;反之,如果设计采用的围岩级别比实际围岩级别差,所付出的支护强度超出实际需要值,又造成浪费。因此,科学、合理、切合实际的围岩级别划分,对隧道设计施工意义重大。本文依托延安至延川高速公路9个岩石隧道的工程实例,分别从现场拍照、量测、取样、试验研究和数值分析做了以下5个方面的研究。(1)基于大量岩石点荷载强度试验和单轴饱和抗压强度试验,设计了两种不同点荷载试验方法,对不同岩性岩块同时进行点荷载试验和单轴饱和抗压强度试验,来探究不同试验方法对两者相关关系的影响程度,进而确定不同岩性试块在通过点荷载强度换算单轴饱和抗压强度时适用于何种方法。(2)通过统计分析点荷载强度与岩体干燥抗压强度的相关关系,提出适合于陕北地区的两者关系公式,为陕北地区公路隧道工程施工提供参考。(3)基于近年来岩体力学的研究成果,通过对延安至延川高速公路岩石隧道围岩的岩体参数指标的统计分析,对隧道围岩基本质量体系BQ进行修正,提出适合于陕北地区沉积岩的隧道围岩分级公式,用于指导陕北地区公路隧道的勘察设计工作。同时对各分级指标在施工阶段的获取方法或手段进行了相应介绍。(4)利用地质雷达进行了地质超前预报。探查了围岩构况、岩体完整性、赋水情况、断层活动和裂隙带等不良地质现象及其规模、大小及可能引起的围岩变形破坏。(5)基于陕北地区在建公路隧道,通过公路隧道设计规范和针对陕北地区提出的修正公式分别对陕北地区围岩进行详细分级,并利用Midas-GTS对设计原定级别和隧道围岩实际级别进行了数值模拟对比分析论证新方法的优越性。
【关键词】：公路隧道 指标体系 地质雷达 围岩分级 BQ公式 点荷载
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U452.12
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 选题依据及研究意义10-11
• 1.1.1 选题依据10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 围岩分级方法概述11-14
• 1.2.2 围岩分级发展趋势14-16
• 1.3 研究内容及技术路线16-18
• 1.3.1 研究内容16
• 1.3.2 技术路线16-18
• 2 陕北地区隧道围岩点荷载试验相关研究18-36
• 2.1 点荷载指数研究意义18
• 2.2 点荷载试验设备及试验过程18-20
• 2.2.1 基本原理18
• 2.2.2 试验设备18-19
• 2.2.3 试验过程及注意事项19-20
• 2.3 岩石隧道围岩分级指标20-25
• 2.3.1 岩石坚硬程度的定量指标20-22
• 2.3.2 岩体的完整程度22-25
• 2.4 点荷载试验方法设计与单轴饱和抗压强度Rc关系探讨25-28
• 2.4.1 问题25
• 2.4.2 点荷载试验25-26
• 2.4.3 试验结果及对比分析26-28
• 2.5 点荷载强度与干燥抗压强度相关关系研究28-33
• 2.5.1 干燥抗压强度的研究意义28-29
• 2.5.2 陕北地区岩石点荷载强度与干燥抗压强度试验分析29-30
• 2.5.3 陕北地区点荷载强度与岩石干燥抗压强度相关关系探究30-31
• 2.5.4 公式精度分析31-33
• 2.6 本章小结33-36
• 3 陕北地区岩石隧道围岩分级方法探究36-56
• 3.1 概述36
• 3.2 隧道稳定性影响因素36-38
• 3.2.1 分级因素36-37
• 3.2.2 分级因素的选择37-38
• 3.3 我国现行岩体基本质量分级标准BQ公式的探讨38-45
• 3.3.1 中国BQ分级方法存在的问题38
• 3.3.2 分级指标体系的建立38-41
• 3.3.3 变量的相关分析和聚类分析41-44
• 3.3.4 组合的选择和数学论证44-45
• 3.4 陕北地区围岩分级基本质量指标BQ值的确定45-54
• 3.4.1 陕北地区围岩分级基本质量指标BQ公式的确定46-53
• 3.4.2 陕北地区隧道围岩级别详细划分53-54
• 3.5 本章小结54-56
• 4 陕北地区公路隧道围岩分级的实施56-78
• 4.1 工程背景与地形地貌56-57
• 4.2 地层岩性及水文地质条件57
• 4.2.1 地层岩性57
• 4.2.2 水文地质特征57
• 4.3 公路隧道围岩分级57-59
• 4.4 公路隧道围岩分级实施59-61
• 4.4.1 施工前各阶段59-60
• 4.4.2 施工阶段60-61
• 4.5 延延高速公路隧道应用实例61-67
• 4.5.1 夏阳山隧道61-63
• 4.5.2 下山村隧道63-65
• 4.5.3 刘家塬隧道65-67
• 4.6 地质雷达在延延高速隧道中应用成果分析67-76
• 4.6.1 地质雷达法基本工作原理67
• 4.6.2 地质雷达法现场工作方式以及探测断面布置67-69
• 4.6.3 地质雷达法围岩级别的最终判定69-74
• 4.6.4 地质雷达法与BQ分级法综合比较74-76
• 4.7 本章小结76-78
• 5 陕北地区隧道围岩数值模拟分析78-88
• 5.1 有限元分析方法78-79
• 5.1.1 概述78
• 5.1.2 有限元软件Midas-GTS简介78-79
• 5.2 有限元模型的建立79-82
• 5.2.1 本构模型的选取79-80
• 5.2.2 计算假定及材料参数选取80-81
• 5.2.3 有限元模型的确定81-82
• 5.3 陕北地区高速公路隧道围岩模拟实例82-86
• 5.4 小结86-88
• 6 结论与展望88-90
• 6.1 主要结论88
• 6.2 建议88-90
• 致谢90-92
• 参考文献92-96
• 附录96

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周光亮;;陕北地区水土流失原因分析及治理措施[J];陕西水利;2012年02期

2 忽聚田;;陕北水库防淤排沙问题的探讨[J];陕西水利;1990年06期

3 薛建兴;;陕北地区防汛抗洪工作与致灾原因调研[J];中国防汛抗旱;2013年06期

4 张景深;;采取措施防止冰冻对水库放水塔的危害[J];陕西水利;1984年01期

5 王莉莉;史怀昱;崔羽;;陕北地区城乡统筹发展路径探究——以延安市和神木县为例[J];西北大学学报(自然科学版);2014年03期

6 龙云涛;杨红霞;侯张林;王U，

本文编号：525617