砂质页岩偏压隧道非对称变形机理及其防治措施研究
发布时间：2021-12-11 14:00
受地形地貌、地质构造以及现场施工等因素的影响,砂质页岩偏压隧道围岩强度及应力分布出现差异并且产生非对称大变形,导致隧道支护结构局部破坏。由于砂质页岩偏压隧道非对称变形破坏严重,支护难度大,常规的支护方法很难满足隧道安全要求。在区域地质条件下,砂质页岩偏压隧道发生异常大变形的区域及其变形特性往往具有一定规律性。在前人研究的基础上,本文结合郑万高铁砂质页岩偏压隧道非对称变形破坏工程案例,综合采用理论分析、现场测试、室内试验、数值模拟和非线性分析等方法,对砂质页岩偏压隧道非对称变形机理、计算理论、影响因素、变形等级评价和施工支护优化等方面展开了研究。本论文的研究成果如下:（1）针对砂质页岩非对称变形机理进行了综合分析。对偏压隧道非对称变形进行定义及分类,并依托郑万高铁砂质页岩偏压隧道工程,开展了隧道围岩岩矿测试和物理力学实验分析。结合砂质页岩偏压隧道围岩非对称变形破坏典型的工程案例,综合分析隧道非对称变形破坏规律。通过主控因素分析,得出郑万高铁砂质页岩偏压隧道非对称变形类型为地质构造偏压型。提出了砂质页岩偏压隧道非对称变形数据获取和量化分级的新方法。（2）系统的分析了影响砂质页岩偏压隧道非对...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２技术路线图??１．４主要创新点??本文依托郑万高速铁路砂质页岩偏压隧道工程，对砂质页岩偏压隧道非对称??理
?砂质页岩偏压隧道非对称变形机理及其防治措施研宄???第二章砂质页岩偏压隧道非对称变形机理研究??２．１偏压隧道非对称变形的定义及类型??隧道偏压非对称变形，是指受地形地貌、地质构造以及施工等因素影响［７２］，??隧道中轴线两侧围岩结构的应力分布不均，隧道一侧的围岩压力明显大于另一侧，??从而导致隧道支护结构所受荷载也非对称，使得隧道围岩在一侧产生规律性的异??常大变形，从而导致隧道整体表现出非对称变形特征。??根据导致隧道产生偏压非对称变形的主控因素，将隧道偏压非对称变形分为??三类大类，即施工扰动型，地质构造偏压型和地形偏压型［７２］。??图２－１施工扰动导致隧道偏压非对称变形??施工扰动型：施工导致隧道断面局部受到明显扰动，该处围岩强度明显降低，??发生失稳破坏，从而出现异常大变形，隧道整体表现出非对称变形破坏特征，如??图?２－１。??地质构造偏压型：由于岩体软弱结构面定向发育，在应力和地下水的共同作??用下，这些软弱结构面发展成潜在的滑动面，被节理切割的破碎岩体沿着结构面??发生剪切破坏［７３］，从而导致隧道产生非对称变形，如图２－２（ａ）和２－２（ｂ）。??１０??
山东大学硕士学位论文??（ａ）倾斜节理切割?（ｂ）高倾角软弱结构面??图２－２地质构造导致隧道偏压非对称变形??地形偏压型：当隧道地表地形高差较大，围岩质量等级较低，且隧道的埋深??满足一定要求时，在隧道断面上拱部发生明显偏压现象，当超过隧道支护所能承??受的强度时，隧道将产生局部的异常变形破坏，从而导致隧道偏压非对称变形，??如图２－３所示。??ＣＤ??图２－３地形导致隧道偏压非对称变形??２．２砂质页岩偏压隧道非对称变形特征分析??２．２．１工程概况??本研究依托郑万高铁某隧道项目工程，针对该项目十三个砂质页岩偏压隧道??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于全息变形监测的隧道支护评估体系研究[J]. 李涛,仇文革,程云建,李斌. 地下空间与工程学报. 2020(02)
[2]层状软岩隧道稳定性及受力变形特性研究[J]. 周星,高杭,卫亚科,胡炜. 四川建筑. 2020(01)
[3]截至2019年底中国铁路隧道情况统计[J]. 田四明,巩江峰. 隧道建设(中英文). 2020(02)
[4]基于人工神经网络的大直径盾构隧道施工地层变形预测分析[J]. 岳岭,刘方,刘辉,曹利强. 铁道标准设计. 2020(01)
[5]基于FOA-GRNN的软岩隧道围岩变形预测模型[J]. 姚凯,朱向阳,张克宏,张晓晓,王兴留. 地下空间与工程学报. 2019(S2)
[6]层状岩体隧道变形特征数值模拟研究[J]. 李烁,汪海波,赵孝学,宗琦,徐颖. 安徽理工大学学报(自然科学版). 2019(06)
[7]基于关联分析和遗传算法优化BP的隧道围岩变形预测[J]. 王文玉,王希良,张骞. 铁道标准设计. 2020(05)
[8]Revisiting rock classification to estimate rock mass properties[J]. Robert Bertuzzi. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019(03)
[9]高地应力深埋层状围岩隧道非对称变形受力机制研究[J]. 吴迪,陈子全,甘林卫,代光辉. 隧道建设(中英文). 2018(11)
[10]层状地层软岩隧道形变控制措施研究[J]. 唐锐,王俊,徐国文. 路基工程. 2018(04)
博士论文
[1]超大跨度水平层状围岩隧道变形机理与稳定性控制[D]. 侯福金.山东大学 2019
[2]千枚岩隧道挤压性大变形机理及控制技术研究[D]. 李磊.北京交通大学 2017
[3]层状岩体隧道围岩扰动区演化与锚固机理研究[D]. 吴渤.中国地质大学 2016
[4]隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究[D]. 赵勇.北京交通大学 2012
[5]公路隧道围岩大变形的预测预报与对策研究[D]. 姜云.成都理工大学 2004
硕士论文
[1]不同地应力条件下软岩隧道变形机制研究[D]. 刘营超.华东交通大学 2018
[2]层状围岩隧道开挖稳定性及锚杆非对称支护方式研究[D]. 刘锦欣.北京交通大学 2018
[3]昔格达组地层大断面隧道变形规律及结构受力特征研究[D]. 许瑞宁.西南交通大学 2016
[4]大变形非对称支护机理及加固技术研究[D]. 陈超.成都理工大学 2014
[5]软弱破碎围岩隧道大变形机理及控制措施研究[D]. 刘光明.中南大学 2012
[6]偏压隧道稳定性分析及控制研究[D]. 谢世平.重庆大学 2007
本文编号：3534806
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２技术路线图??１．４主要创新点??本文依托郑万高速铁路砂质页岩偏压隧道工程，对砂质页岩偏压隧道非对称??理
?砂质页岩偏压隧道非对称变形机理及其防治措施研宄???第二章砂质页岩偏压隧道非对称变形机理研究??２．１偏压隧道非对称变形的定义及类型??隧道偏压非对称变形，是指受地形地貌、地质构造以及施工等因素影响［７２］，??隧道中轴线两侧围岩结构的应力分布不均，隧道一侧的围岩压力明显大于另一侧，??从而导致隧道支护结构所受荷载也非对称，使得隧道围岩在一侧产生规律性的异??常大变形，从而导致隧道整体表现出非对称变形特征。??根据导致隧道产生偏压非对称变形的主控因素，将隧道偏压非对称变形分为??三类大类，即施工扰动型，地质构造偏压型和地形偏压型［７２］。??图２－１施工扰动导致隧道偏压非对称变形??施工扰动型：施工导致隧道断面局部受到明显扰动，该处围岩强度明显降低，??发生失稳破坏，从而出现异常大变形，隧道整体表现出非对称变形破坏特征，如??图?２－１。??地质构造偏压型：由于岩体软弱结构面定向发育，在应力和地下水的共同作??用下，这些软弱结构面发展成潜在的滑动面，被节理切割的破碎岩体沿着结构面??发生剪切破坏［７３］，从而导致隧道产生非对称变形，如图２－２（ａ）和２－２（ｂ）。??１０??
山东大学硕士学位论文??（ａ）倾斜节理切割?（ｂ）高倾角软弱结构面??图２－２地质构造导致隧道偏压非对称变形??地形偏压型：当隧道地表地形高差较大，围岩质量等级较低，且隧道的埋深??满足一定要求时，在隧道断面上拱部发生明显偏压现象，当超过隧道支护所能承??受的强度时，隧道将产生局部的异常变形破坏，从而导致隧道偏压非对称变形，??如图２－３所示。??ＣＤ??图２－３地形导致隧道偏压非对称变形??２．２砂质页岩偏压隧道非对称变形特征分析??２．２．１工程概况??本研究依托郑万高铁某隧道项目工程，针对该项目十三个砂质页岩偏压隧道??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于全息变形监测的隧道支护评估体系研究[J]. 李涛,仇文革,程云建,李斌. 地下空间与工程学报. 2020(02)
[2]层状软岩隧道稳定性及受力变形特性研究[J]. 周星,高杭,卫亚科,胡炜. 四川建筑. 2020(01)
[3]截至2019年底中国铁路隧道情况统计[J]. 田四明,巩江峰. 隧道建设(中英文). 2020(02)
[4]基于人工神经网络的大直径盾构隧道施工地层变形预测分析[J]. 岳岭,刘方,刘辉,曹利强. 铁道标准设计. 2020(01)
[5]基于FOA-GRNN的软岩隧道围岩变形预测模型[J]. 姚凯,朱向阳,张克宏,张晓晓,王兴留. 地下空间与工程学报. 2019(S2)
[6]层状岩体隧道变形特征数值模拟研究[J]. 李烁,汪海波,赵孝学,宗琦,徐颖. 安徽理工大学学报(自然科学版). 2019(06)
[7]基于关联分析和遗传算法优化BP的隧道围岩变形预测[J]. 王文玉,王希良,张骞. 铁道标准设计. 2020(05)
[8]Revisiting rock classification to estimate rock mass properties[J]. Robert Bertuzzi. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019(03)
[9]高地应力深埋层状围岩隧道非对称变形受力机制研究[J]. 吴迪,陈子全,甘林卫,代光辉. 隧道建设(中英文). 2018(11)
[10]层状地层软岩隧道形变控制措施研究[J]. 唐锐,王俊,徐国文. 路基工程. 2018(04)
博士论文
[1]超大跨度水平层状围岩隧道变形机理与稳定性控制[D]. 侯福金.山东大学 2019
[2]千枚岩隧道挤压性大变形机理及控制技术研究[D]. 李磊.北京交通大学 2017
[3]层状岩体隧道围岩扰动区演化与锚固机理研究[D]. 吴渤.中国地质大学 2016
[4]隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究[D]. 赵勇.北京交通大学 2012
[5]公路隧道围岩大变形的预测预报与对策研究[D]. 姜云.成都理工大学 2004
硕士论文
[1]不同地应力条件下软岩隧道变形机制研究[D]. 刘营超.华东交通大学 2018
[2]层状围岩隧道开挖稳定性及锚杆非对称支护方式研究[D]. 刘锦欣.北京交通大学 2018
[3]昔格达组地层大断面隧道变形规律及结构受力特征研究[D]. 许瑞宁.西南交通大学 2016
[4]大变形非对称支护机理及加固技术研究[D]. 陈超.成都理工大学 2014
[5]软弱破碎围岩隧道大变形机理及控制措施研究[D]. 刘光明.中南大学 2012
[6]偏压隧道稳定性分析及控制研究[D]. 谢世平.重庆大学 2007
本文编号：3534806
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