红黏土地层大断面隧道仰拱优化研究
发布时间：2022-01-12 13:01
随着十三五规划的实施,高速铁路的建设已经向我国西部地区快速覆盖,各类隧道、桥梁数量显著增多。尤其是西部省区复杂的地质条件给高速铁路隧道的建设和运营带来新的挑战。不良地质条件下大断面深埋隧道仰拱结构的选取对隧道建设及后期运营的安全至关重要。因此,以穿越上新统红黏土地层银西高铁庆阳隧道为工程背景,以庆阳隧道围岩及其仰拱结构为研究对象,通过室内试验、现场监测、数值模拟计算等方法,对庆阳隧道仰拱结构进行优化,并对不同的仰拱结构的受力及变形情况进行研究,得出以下研究成果:（1）通过对庆阳隧道的现场调研,发现隧道斜井底板出现了不同程度的开裂以及明显的底鼓现象,对红黏土进行现场试验研究,发现红黏土具有一定的膨胀性;进而对红黏土进行室内试验,得出红黏土膨胀性受初始含水率的影响较大,初始含水率越小,红黏土的膨胀潜势越大;结合现场调研及室内试验的结果,提出了对隧道仰拱进行优化的建议。（2）通过正交试验对影响隧道仰拱变形的影响因子进行研究,得出对仰拱变形影响程度的大小依次为:围岩性质、混凝土厚度、仰拱曲率半径、仰拱混凝土强度、隧道洞径,结合工程实际,提出了隧道仰拱矢跨比优化和仰拱厚度优化两种方案;采用荷载-...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
庆阳隧道所经地形地貌
2红黏土基本物理力学特性试验研究12土地段Ⅳ级围岩深埋地段，无砟轨道基础底面至内轨顶面的高度为51.5cm，无砟道床与沟槽侧壁之间设置踏步，开挖方式为三台阶七步开挖法。图2.2衬砌断面图（1:100）初期支护：喷射C25混凝土，拱墙及仰拱均为27cm厚，拱墙设置φ8钢筋网，间距20×20cm，边墙设置系统锚杆，间距1.2×2m，长度3.5m，全环设置120a型型钢钢架，钢架间距0.8m。二次衬砌：边墙及仰拱为C35钢筋混凝土，厚度60cm，仰拱填充及踏步为C20混凝土。2.1.3工程施工概况（1）现场情况庆阳隧道1#斜井，掌子面施工时基本无渗水，开挖后隔段时间滴渗水，该段渗水后期较为严重，造成底板不同程度开裂。底板起拱明显，起拱15cm，施工时累计最大沉降25.5mm。图2.3底板开裂（1#斜井）图2.4底板起鼓（1#斜井）
2红黏土基本物理力学特性试验研究12土地段Ⅳ级围岩深埋地段，无砟轨道基础底面至内轨顶面的高度为51.5cm，无砟道床与沟槽侧壁之间设置踏步，开挖方式为三台阶七步开挖法。图2.2衬砌断面图（1:100）初期支护：喷射C25混凝土，拱墙及仰拱均为27cm厚，拱墙设置φ8钢筋网，间距20×20cm，边墙设置系统锚杆，间距1.2×2m，长度3.5m，全环设置120a型型钢钢架，钢架间距0.8m。二次衬砌：边墙及仰拱为C35钢筋混凝土，厚度60cm，仰拱填充及踏步为C20混凝土。2.1.3工程施工概况（1）现场情况庆阳隧道1#斜井，掌子面施工时基本无渗水，开挖后隔段时间滴渗水，该段渗水后期较为严重，造成底板不同程度开裂。底板起拱明显，起拱15cm，施工时累计最大沉降25.5mm。图2.3底板开裂（1#斜井）图2.4底板起鼓（1#斜井）
【参考文献】：
期刊论文
[1]弱膨胀土地区隧道施工工法及塌方原因研究[J]. 张毅,折学森,李楠. 公路交通科技. 2018(10)
[2]膨胀岩地层双线隧道仰拱矢跨比对二次衬砌力学特性的影响[J]. 符亚鹏. 铁道建筑. 2018(08)
[3]干湿循环下红黏土裂隙演化规律及对抗剪强度影响[J]. 陈开圣. 水文地质工程地质. 2018(01)
[4]红黏土在原状及重塑状态下的力学性质试验研究[J]. 张彦召,左双英,季永新. 地下空间与工程学报. 2017(06)
[5]干湿循环条件下红黏土力学性质影响因素的显著性和交互作用研究[J]. 侯令强,黄翔. 桂林理工大学学报. 2017(03)
[6]仰拱衬砌厚度不足对隧道结构安全性能的影响[J]. 王志杰,季晓峰. 铁道建筑. 2017(08)
[7]考虑非饱和渗流与增湿膨胀下的膨胀土隧道稳定性分析[J]. 郑俊杰,郭震山,崔岚,张军. 岩土力学. 2017(11)
[8]红黏土含水量和干密度与抗剪强度的相关性分析[J]. 胡艳欣. 人民长江. 2017(S1)
[9]某膨胀性围岩地层铁路隧道仰拱上拱原因分析及整治[J]. 谭永庆. 铁道标准设计. 2017(07)
[10]膨胀性黄土隧道钢拱架–格栅联合支护力学特性研究[J]. 李树忱,晏勤,谢璨,吴静. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
硕士论文
[1]深埋大断面膨胀性红黏土隧道衬砌变形和受力特征研究[D]. 谢卓吾.西安科技大学 2019
[2]降雨入渗条件下膨胀土隧道力学响应分析[D]. 吴雪光.华中科技大学 2015
[3]膨胀土隧道衬砌膨胀力数值模拟研究[D]. 周坤.西南交通大学 2007
本文编号：3584818
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
庆阳隧道所经地形地貌
2红黏土基本物理力学特性试验研究12土地段Ⅳ级围岩深埋地段，无砟轨道基础底面至内轨顶面的高度为51.5cm，无砟道床与沟槽侧壁之间设置踏步，开挖方式为三台阶七步开挖法。图2.2衬砌断面图（1:100）初期支护：喷射C25混凝土，拱墙及仰拱均为27cm厚，拱墙设置φ8钢筋网，间距20×20cm，边墙设置系统锚杆，间距1.2×2m，长度3.5m，全环设置120a型型钢钢架，钢架间距0.8m。二次衬砌：边墙及仰拱为C35钢筋混凝土，厚度60cm，仰拱填充及踏步为C20混凝土。2.1.3工程施工概况（1）现场情况庆阳隧道1#斜井，掌子面施工时基本无渗水，开挖后隔段时间滴渗水，该段渗水后期较为严重，造成底板不同程度开裂。底板起拱明显，起拱15cm，施工时累计最大沉降25.5mm。图2.3底板开裂（1#斜井）图2.4底板起鼓（1#斜井）
2红黏土基本物理力学特性试验研究12土地段Ⅳ级围岩深埋地段，无砟轨道基础底面至内轨顶面的高度为51.5cm，无砟道床与沟槽侧壁之间设置踏步，开挖方式为三台阶七步开挖法。图2.2衬砌断面图（1:100）初期支护：喷射C25混凝土，拱墙及仰拱均为27cm厚，拱墙设置φ8钢筋网，间距20×20cm，边墙设置系统锚杆，间距1.2×2m，长度3.5m，全环设置120a型型钢钢架，钢架间距0.8m。二次衬砌：边墙及仰拱为C35钢筋混凝土，厚度60cm，仰拱填充及踏步为C20混凝土。2.1.3工程施工概况（1）现场情况庆阳隧道1#斜井，掌子面施工时基本无渗水，开挖后隔段时间滴渗水，该段渗水后期较为严重，造成底板不同程度开裂。底板起拱明显，起拱15cm，施工时累计最大沉降25.5mm。图2.3底板开裂（1#斜井）图2.4底板起鼓（1#斜井）
【参考文献】：
期刊论文
[1]弱膨胀土地区隧道施工工法及塌方原因研究[J]. 张毅,折学森,李楠. 公路交通科技. 2018(10)
[2]膨胀岩地层双线隧道仰拱矢跨比对二次衬砌力学特性的影响[J]. 符亚鹏. 铁道建筑. 2018(08)
[3]干湿循环下红黏土裂隙演化规律及对抗剪强度影响[J]. 陈开圣. 水文地质工程地质. 2018(01)
[4]红黏土在原状及重塑状态下的力学性质试验研究[J]. 张彦召,左双英,季永新. 地下空间与工程学报. 2017(06)
[5]干湿循环条件下红黏土力学性质影响因素的显著性和交互作用研究[J]. 侯令强,黄翔. 桂林理工大学学报. 2017(03)
[6]仰拱衬砌厚度不足对隧道结构安全性能的影响[J]. 王志杰,季晓峰. 铁道建筑. 2017(08)
[7]考虑非饱和渗流与增湿膨胀下的膨胀土隧道稳定性分析[J]. 郑俊杰,郭震山,崔岚,张军. 岩土力学. 2017(11)
[8]红黏土含水量和干密度与抗剪强度的相关性分析[J]. 胡艳欣. 人民长江. 2017(S1)
[9]某膨胀性围岩地层铁路隧道仰拱上拱原因分析及整治[J]. 谭永庆. 铁道标准设计. 2017(07)
[10]膨胀性黄土隧道钢拱架–格栅联合支护力学特性研究[J]. 李树忱,晏勤,谢璨,吴静. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
硕士论文
[1]深埋大断面膨胀性红黏土隧道衬砌变形和受力特征研究[D]. 谢卓吾.西安科技大学 2019
[2]降雨入渗条件下膨胀土隧道力学响应分析[D]. 吴雪光.华中科技大学 2015
[3]膨胀土隧道衬砌膨胀力数值模拟研究[D]. 周坤.西南交通大学 2007
本文编号：3584818
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