水平缓倾岩层大断面隧道安全快速施工技术研究

发布时间：2017-08-01 18:05

  本文关键词：水平缓倾岩层大断面隧道安全快速施工技术研究

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【摘要】：以新建重庆至利川铁路万寿山隧道为工程背景,针对在水平缓倾岩层中修建大跨度隧道易出现拱部围岩掉块、坍塌的安全事故,深入分析了水平缓倾岩层隧道围岩变形破坏机理,提出了联合轻型支护的工程措施。应用FLAC3D连续介质模型计算分析万寿山隧道的围岩稳定性,再利用离散元数值计算软件3DEC对非连续介质下双线铁路隧道的围岩稳定性进行计算分析,提出缓倾岩层“怕薄不怕厚”的理念。通过现场模型试验将隧道围岩的变形、破坏过程简洁、直观的反映出来,对数值模拟与模型试验所得到的结果进行对比,总结出水平缓倾岩层围岩变形规律、破坏特征及影响范围。针对水平缓倾岩层破坏特征,研究并提出将径向锚杆与超前锚杆结合的支护形式,建立并推广水平缓倾岩层“联合轻型支护”的理念,将锚杆与W钢带组合使用,锚杆加固围岩,再将其连接在W型钢带上,将径向锚杆和超前锚杆联接成整体,组成联合支护结构,W钢带的抗剪性能和锚杆组合梁的作用,因此能够阻止节理继续切割拱部围岩变为块体,重新发挥围岩自承能力,组成隧道新型柔性支护体系,对类似地层的施工有较强的借鉴和指导意义,推广应用前景十分广阔。
【关键词】：隧道 围岩变形 破坏机理 数值模拟 水平缓倾岩层 轻型支护
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 引言8
• 1.2 国内外同类技术研究现状8-10
• 1.2.1 水平缓倾岩层理论研究的国内外现状8-9
• 1.2.2 隧道围岩稳定性分析的国内外现状9-10
• 1.2.3 隧道水平缓倾岩层施工技术研究国内外现状10
• 1.3 论文研究内容、创新点及方法10-13
• 1.3.1 主要研究内容10-11
• 1.3.2 主要技术创新点11-12
• 1.3.3 研究方法12-13
• 第二章 工程背景13-18
• 2.1 工程概况13-16
• 2.1.1 地形地貌14
• 2.1.2 工程地质14-15
• 2.1.3 水文地质15-16
• 2.1.4 隧道断面参数16
• 2.2 工程特点及技术难点16-18
• 第三章 水平缓倾岩层隧道围岩变形破坏机理研究18-34
• 3.1 理论分析18-21
• 3.1.1 围岩失稳特征18-20
• 3.1.2 围岩稳定性的影响因素20-21
• 3.2 数值模拟21-28
• 3.2.1 基于连续介质假定的数值模拟分析22-25
• 3.2.2 基于非连续介质假定的数值模拟分析25-28
• 3.2.3 两种计算工况的对比分析28
• 3.3 模型试验28-30
• 3.3.1 试验方案设计28-29
• 3.3.2 试验结果分析29-30
• 3.4 现场破坏形态解析30-32
• 3.5 小结32-34
• 第四章 水平缓倾岩层隧道支护对策及施工技术研究34-46
• 4.1 支护理念34
• 4.2 超前锚杆和径向锚杆联合轻型支护支护体系的提出34-36
• 4.2.1 超前锚杆的作用35
• 4.2.2 径向锚杆的作用35-36
• 4.2.3 W型钢带的作用36
• 4.3 支护功效的数值模拟分析36-38
• 4.3.1 计算说明36-37
• 4.3.2 计算结果分析37-38
• 4.4 支护功效的模型试验分析38-41
• 4.4.1 试验方案设计38
• 4.4.2 试验结果38-41
• 4.5 W型钢带施工技术41-46
• 4.5.1 W钢带施工工艺流程41-44
• 4.5.2 W钢带施工中注意要点44-45
• 4.5.3 W型钢带实际应用效果45-46
• 第五章 结论46-47
• 参考文献47-49
• 致谢49-50
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文50

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本文编号：605488