挤压型大变形地下硐室中支护型式的适宜性研究

发布时间：2017-08-10 19:26

  本文关键词：挤压型大变形地下硐室中支护型式的适宜性研究

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【摘要】：近年来,随着交通基础设施建设的迅猛发展,穿越高地应力及软弱破碎围岩区的隧道大量兴建,诱发的大变形灾害也越来越多,在建或已建的众多软岩隧道都不同程度地出现了锚杆拉断、钢拱架扭曲破坏、喷射砼开裂等大变形灾害,甚至引发隧道坍塌。截至目前,国内外针对软岩大变形的支护体系并没有统一定论,提出的各类支护型式优劣性各异,普适性不强,因此有必要对挤压型大变形地下硐室中支护型式的适宜性进行研究。本文以锦屏二级水电站引水隧洞工程为依托,综合运用调查研究、理论分析、数值模拟等方法,对挤压型大变形地下硐室中支护型式的适宜性开展了系统研究,形成了如下研究成果。(1)目前国内外挤压型大变形地下硐室中采用的主要支护型式为强支护、分层支护和让压支护三种类型,而支护强、刚度大、费用高的强支护是现行该类隧道中采用的主流型式。(2)对现行三种常见支护型式的作用机理进行了分析,结果表明单纯依靠强支护来解决大变形问题并不现实,分层支护在理论和实践中的适用性不强,让压支护还需解决好让压量、让压点、恒阻让压和支护体系协调变形问题。(3)通过分析不同挤压因子作用下支护强度对围岩稳定性的影响,得出了不同挤压因子下支护强度对围岩稳定性的影响规律,并由此探明不同挤压因子作用下支护型式的适宜性,结果表明：对于挤压程度严重(Nc0.15)的围岩宜采用让压支护,对于轻度挤压(Nc≥0.15)的围岩宜采用强支护。(4)结合依托工程,对挤压程度严重的大变形地下硐室中各支护类型的优劣性进行了对比分析,结果表明,让压支护既能实现及时强支护又具备柔性支护的作用,是挤压程度较高的大变形硐室的最佳选择。
【关键词】：挤压型大变形 挤压因子 支护强度 强支护 分层支护 让压支护
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV223
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-24
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-21
• 1.2.1 关于挤压型大变形的研究现状13-18
• 1.2.2 挤压型大变形地下硐室中支护型式的研究现状18-21
• 1.3 本文研究目标、内容、拟解决的关键问题21-22
• 1.3.1 研究目标21-22
• 1.3.2 研究内容22
• 1.3.3 拟解决的关键问题22
• 1.4 拟采取的研究方法及技术路线22-24
• 第2章 大变形地下硐室中支护型式的作用机理分析24-46
• 2.1 国内外挤压型大变形地下硐室支护型式调研分析24-31
• 2.2 强支护作用机理分析31-35
• 2.3 分层支护作用机理分析35-38
• 2.4 让压支护体系38-44
• 2.4.1 让压支护体系的概念38
• 2.4.2 让压支护的作用机理分析38-40
• 2.4.3 让压支护体系的构成及其特点40-43
• 2.4.4 让压支护体系中关键设计理论43-44
• 2.5 本章小结44-46
• 第3章 挤压型大变形地下硐室中支护强度对围岩稳定性影响研究46-65
• 3.1 围岩挤压程度指标46-47
• 3.2 不同挤压因子作用下支护强度对围岩变形及应力的影响47-63
• 3.2.1 数值模型的建立47-49
• 3.2.2 支护强度(Pi)对围岩变形的影响49-55
• 3.2.3 支护强度(Pi)对围岩塑性区的影响55-57
• 3.2.4 支护强度(Pi)对围岩应力的影响57-63
• 3.2.5 不同挤压因子下支护强度对挤压型大变形地下硐室的稳定性影响分析63
• 3.3 本章小结63-65
• 第4章 挤压型大变形地下硐室中支护型式的适宜性研究65-83
• 4.1 依托工程概况65-67
• 4.2 模型建立及参数选取67-71
• 4.3 计算结果分析71-80
• 4.3.1 不同支护型式下围岩变形特征分析71-73
• 4.3.2 不同支护型式下围岩应力分布特征73-76
• 4.3.3 不同支护型式下初支受力分析76-77
• 4.3.4 不同支护型式下围岩塑性区分析77-79
• 4.3.5 不同支护型式下初支安全系数分析79-80
• 4.4 依托工程中支护型式的适宜性分析80-81
• 4.5 本章小结81-83
• 结论与展望83-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-90
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与科研项目90

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本文编号：652266