小断面深埋引水隧洞交叉段稳定性分析

发布时间：2017-09-01 02:34

  本文关键词：小断面深埋引水隧洞交叉段稳定性分析

  更多相关文章： 深埋隧洞 交叉段 围岩稳定性 支护力 数值模拟 监控量测

【摘要】：在小断面长距离深埋引水隧洞的修建过程中,通常采用施工支洞辅助施工。在施工支洞与主隧洞的交叉处,主隧洞的开挖致使交叉处围岩应力重分布,交叉段稳定性受到影响。该部位围岩应力及支护结构应力、变形复杂。本文依托日照市沭水东调引水隧洞工程,采用数值模拟的方法,结合实际工程监测资料,对小断面深埋引水隧洞与施工支洞交叉段稳定性进行了研究:(1)分析了几种常用岩体强度准则在隧洞工程数值计算中的适用性,并对有限元分析软件MIDAS/GTS计算原理及使用范围等方面进行了详细阐述。(2)采用MIDAS/GTS对隧洞开挖过程进行了三维动态仿真模拟,分析了主隧洞开挖对交叉段围岩应力、位移以及支护结构受力特征的影响。分析得出:主隧洞左右两侧开挖5m范围内,对交叉口锐角侧边墙、拱脚围岩应力影响较大,且主隧洞的开挖对施工支洞围岩主要的影响范围为施工支洞远离交叉口5m的范围。(3)在实际工程数值计算的基础上,通过改变主隧洞与施工支洞的相交角度,主要研究60°斜交与90°正交两种情况下,交叉处围岩应力、位移以及支护结构受力的变化特点。计算结果表明,相交角度的增大使交叉处围岩应力、位移以及支护结构受力均有所减小,且相交角度对交叉口边墙最大主应力影响较大。(4)对实际工程隧洞内空收敛、围岩内部位移、锚杆轴力的监测数据进行了分析,通过非线性回归方法对内空收敛监测数据进行了拟合,并对隧洞收敛变形规律进行了预测。
【关键词】：深埋隧洞 交叉段 围岩稳定性 支护力 数值模拟 监控量测
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV554
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 论文研究背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.3 本文研究的主要内容和技术路线12-14
• 第2章 引水隧洞数值计算基本理论14-22
• 2.1 岩体的应力应变关系14-15
• 2.2 岩体强度准则15-17
• 2.2.1 摩尔-库伦（Mohr-Coulomb）准则15-16
• 2.2.2 Hoek-Brown准则16
• 2.2.3 Drucker-Prager准则16-17
• 2.2.4 统一双剪强度理论17
• 2.3 有限元分析原理及方法17-22
• 2.3.1 有限元基本方程18-20
• 2.3.2 本构模型20-22
• 第3章 引水隧洞交叉段数值模拟分析22-47
• 3.1 工程概况22-25
• 3.1.1 工程背景22-23
• 3.1.2 工程地质23-24
• 3.1.3 主洞和支洞空间布置24
• 3.1.4 开挖方法及顺序24-25
• 3.2 计算模型25-27
• 3.2.1 模型建立25
• 3.2.2 本构模型及边界条件25-26
• 3.2.3 围岩及支护结构参数26-27
• 3.2.4 施工动态模拟的实现27
• 3.3 主洞的开挖对交叉段稳定性的影响27-39
• 3.3.1 围岩应力27-32
• 3.3.2 围岩位移分析32-37
• 3.3.3 支护结构受力分析37-39
• 3.4 相交角度对交叉段稳定性的影响39-46
• 3.4.1 围岩应力分析39-42
• 3.4.2 围岩位移分析42-45
• 3.4.3 支护结构受力分析45-46
• 3.5 小结46-47
• 第4章 监控量测与分析47-61
• 4.1 监控量测的目的47
• 4.2 监测内容47-48
• 4.3 内空收敛监测与分析48-55
• 4.3.1 监测原理48-49
• 4.3.2 监测数据处理及分析49-55
• 4.4 围岩内部位移监测与分析55-58
• 4.4.1 监测原理55-56
• 4.4.2 监测数据处理及分析56-58
• 4.5 锚杆应力监测与分析58-59
• 4.5.1 监测原理58
• 4.5.2 监测数据处理及分析58-59
• 4.6 小结59-61
• 第5章 结论与展望61-63
• 5.1 主要工作和创新点61
• 5.2 后续研究工作61-63
• 参考文献63-66
• 作者在攻读硕士学位期间所取得的科研成果66-67
• 致谢67

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 邓儒庆;用三合板制通风管[J];水力发电;1958年20期

2 夏叶萍;;维他斯电站引水隧洞的机械化施工[J];水利电力施工机械;1984年04期

3 ;天生桥二级Ⅲ号引水隧洞贯通[J];水利水电技术;1996年08期

4 马晓明,曲长海,单国伟,朱佰亮;昌图引水隧洞不良地质段开挖施工[J];东北水利水电;2000年11期

5 戴波,吴旭;天生桥一级水电站引水隧洞群开挖施工[J];四川水力发电;2000年03期

6 李军;天生桥一级水电站引水隧洞预应力环锚施工技术[J];四川水力发电;2000年03期

7 曾令华,林学锋,袁启恭;天生桥一级水电站引水隧洞环锚施工与监理[J];人民长江;2001年06期

8 张玉贤;天生桥二级水电站~#3引水隧洞拱桥段施工[J];水利水电技术;2001年09期

9 陈运东;某引水隧洞断裂特征及处理措施[J];地质灾害与环境保护;2001年01期

10 华成立;关于鱼跳水电站引水隧洞断层塌方的施工处理[J];广东水利水电;2001年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 周庆东;;天生桥二级水电站Ⅰ~#引水隧洞历次放空检查结果的初步分析[A];工程地质勘察学术交流会论文选集[C];1994年

2 洪开荣;万姜林;丁锐;;新奥法在引水隧洞不良地质段的应用[A];中国土木工程学会隧道及地下工程学会第八届年会论文集[C];1994年

3 龚伦;仇文革;;引水隧洞下穿铁路隧道近接施工振动影响研究[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（下册）[C];2006年

4 赵国斌;程向民;;齐热哈塔尔水电站引水隧洞高地温问题研究[A];中国土木工程学会第十五届年会暨隧道及地下工程分会第十七届年会论文集[C];2012年

5 冉懋鸽;;天生桥二级水电站Ⅱ号引水隧洞充填型溶洞处理设计与施工[A];'98水利水电地基与基础工程学术交流会论文集[C];1998年

6 李继兴;李新才;;块泽河水电站引水隧洞矿区段加固处理及理论分析[A];南方十三省（区、市）水力发电学会秘书长会议论文集[C];2010年

7 陈晓;杨文鹏;王旭红;;南岸干渠长引水隧洞放射性地质环境评价[A];2011四川省水文、工程、环境地质学术交流会论文集[C];2011年

8 李占先;;马蹄形大断面引水隧洞光面爆破技术[A];第十七届华东六省一市建筑施工技术交流会论文集[C];2008年

9 杨其国;兰思勇;付书鹏;;洞松水电站引水隧洞软质围岩变形原因分析及处理[A];2011四川省水文、工程、环境地质学术交流会论文集[C];2011年

10 刘仲秋;章青;朱增强;;基于超变形法的深埋引水隧洞稳定性分析[A];中国计算力学大会'2010（CCCM2010）暨第八届南方计算力学学术会议（SCCM8）论文集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 方小虎　陈飞燕 钟晓晴;向家坝灌区引水隧洞正式开工[N];四川日报;2011年

2 记者 伍振　王利;科技让世界最大埋深引水隧洞“开门”[N];中国建设报;2011年

3 杨大立;朱岔峡水电站引水隧洞全线贯通[N];武威日报;2007年

4 通讯员 康树攀 唐亚茂;重庆南川区陶家沟引水隧洞开工[N];人民长江报;2009年

5 王志奇　吴存红;映电总厂耿达电站有望年底发电[N];阿坝日报;2010年

6 刘磊;海拔最高的引水隧洞竣工[N];中国矿业报;2003年

7 通讯员 喻敏 周光军;黄龙滩扩建工程引水隧洞村衬砌贯通[N];中国电力报;2004年

8 记者 郑海华;首条引水隧洞昨日贯通[N];温州日报;2009年

9 通讯员 蔡庆荣　刘学静;科技与精神的穿越[N];中国铁道建筑报;2010年

10 万成龙　倪正春;甘洛13名被困工人中1人生还[N];凉山日报(汉);2011年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 胡连兴;复杂长距离引水隧洞群施工全过程仿真优化与进度控制关键技术研究[D];天津大学;2012年

2 张静;引水隧洞施工通风模拟分析与施工方案优化研究[D];天津大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 潘恒飞;基于FBG的有压引水隧洞安全监测技术研究[D];南京理工大学;2016年

2 施伟;基于FBG的引水隧洞检修竖井安全监测系统应用研究[D];南京理工大学;2016年

3 张浴阳;澜沧江苗尾水电站引水隧洞进水口边坡及围岩稳定性研究[D];成都理工大学;2016年

4 秦绍坤;沭水东调长距离引水隧洞力学特性及通风模拟研究[D];浙江工业大学;2016年

5 唐雨蔷;小断面深埋引水隧洞交叉段稳定性分析[D];浙江工业大学;2016年

6 唐鑫;铁路运营对引水隧洞结构变形破坏的影响研究[D];长安大学;2010年

7 吴世剑;引水隧洞及下覆采空区安全稳定性研究[D];昆明理工大学;2009年

8 徐升;葫芦坝水电站引水隧洞的支护方法与施工技术[D];中国地质大学（北京）;2008年

9 李大鑫;锦屏二级水电站不同施工方法引水隧洞围岩稳定性研究[D];成都理工大学;2010年

10 冯仕能;水电站引水隧洞衬砌形式选择准则研究[D];浙江大学;2011年

，

本文编号：769442