大断面公路隧道围岩稳定性和衬砌强度研究
发布时间：2022-02-10 03:56
公路隧道开挖过程受围岩条件和地质环境影响较大,且由于经济发展,城市间的交流日益密切,公路隧道尤其是大断面公路隧道的建设被提上日程,这就需要针对隧道围岩稳定性和陈其强度进行研究,避免因为围岩问题导致隧道出现开裂,渗漏水等工程事故,研究隧道围岩稳定性问题和衬砌强度问题具有重要的工程意义。隧道的围岩稳定主要是从两个方面进行研究,首先是需要研究隧道围岩的力学性质,其次还需要探究隧道开挖方式对围岩稳定的影响。选择合理的开挖方式及衬砌支护方法是保证隧道安全性和耐用性的前提。对隧道的衬砌强度分析有利于合理安排施工方式,提高施工效率,合理调整工程进程,保证工程的安全性和耐用性,提高环保效果,节约能源。本文研究以大断面四车道围岩稳定性分析和衬砌强度为研究对象。采用有限元和离散元耦合的数值模拟软件GDEM对层状节理岩体的力学性质进行探究;进行了室内试验,制作聚丙烯纤维增强混凝土试块和碳纤维增强混凝土试块进行单轴压缩实验和声发射试验,探究纤维增强混凝土对裂纹扩展的阻尼作用。本文主要开展和完成的工作如下:（1）研究了无限大平面内中心圆孔受力变化,利用极坐标系推导出无限大平面内圆孔周边的位移量,计算圆孔变形的方...
【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】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]独头隧道钻爆法施工爆生气体扩散过程模拟[J]. 朱应伟,章光,胡少华,罗忆,蒲青松. 爆破. 2020(01)
[2]高速公路隧道开挖施工技术及控制策略分析[J]. 师松森,朱永祥. 智能城市. 2020(04)
[3]双洞小净距隧道施工方法的研究[J]. 贾国栋. 绿色环保建材. 2020(02)
[4]软弱围岩浅埋暗挖隧道施工技术[J]. 张孝飞. 建筑技术开发. 2020(04)
[5]鄂西北地区软岩隧道微台阶上下同步施工方法介绍[J]. 张晓海,董俭召. 价值工程. 2020(05)
[6]复杂地质条件下铁路隧道施工技术[J]. 马培雷. 佳木斯职业学院学报. 2020(02)
[7]天山胜利特长公路隧道施工方法探讨[J]. 祝河清. 现代隧道技术. 2020(01)
[8]松软破碎围岩的废石胶带隧道施工支护方法的应用[J]. 荣介鹏. 西部探矿工程. 2020(02)
[9]富水大断面软岩隧道支护结构受力性能试验[J]. 刘瑞斌. 土木工程与管理学报. 2019(05)
[10]聚丙烯纤维长径比对混凝土力学性能的影响研究[J]. 罗洪林,杨鼎宜,周兴宇,董亚超,单晨晨,韩雪. 混凝土. 2019(09)
博士论文
[1]隧道围岩抗力系数计算方法与统计特征研究[D]. 涂洪亮.北京交通大学 2018
[2]层状围岩小净距隧道掘进爆破振动效应及围岩稳定性研究[D]. 石洪超.西南交通大学 2017
[3]基于离散元方法的节理岩体各向异性力学参数表征及应用[D]. 王培涛.东北大学 2015
硕士论文
[1]聚丙烯纤维混凝土力学性能及损伤破坏形态研究[D]. 张悦.西安理工大学 2019
[2]温度影响下地下隧洞应力分析的解析方法[D]. 李志雨.华北电力大学(北京) 2019
[3]层状千枚岩地层山岭隧道洞口坡面稳定性及其控制技术研究[D]. 罗福君.西南交通大学 2017
[4]含软弱夹层的近水平节理岩体成拱机理研究[D]. 张峰.长安大学 2017
[5]高应力条件下层状岩体力学特性及时效破裂机制研究[D]. 程鹏.长江科学院 2015
[6]水平节理岩体爆破理论研究与数值分析[D]. 王洋洋.石家庄铁道大学 2014
本文编号：3618203
【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】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１大断面双洞四车道隧道（左）与普通双洞隧道对比图??Ｆｉｇｌ．ｌ?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｌａｒｇｅ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｄｏｕｂｌｅ?ｈｏｌｅ?ｆｏｕｒ?ｌａｎｅ?ｔｕｎｎｅｌ?（ｌｅｆｔ）?ａｎｄ?ｏｒｄｉｎａｒｙ?ｄｏｕｂｌｅ?ｈｏｌｅ?ｔｕｎｎｅｌ??
?山东大学硕士学位论文???硏究方法??１？码究内容??１？硏究目际?????？？力学特注??ＴＨｔｊＡ＾Ｓｉｎ：．?■?ｔｔｆｉ＾Ｄｆｔｉｒｉｌｌ???丨丨．．．．丨．女全杉〒艮白勺??｜?ａ心分祈?ｕｊ?１位移与数ｆｋｉ拟进行对比???？？无限大平面圆孔位移??＾?Ｉ?ＧＤＥＭ＾ｊ￣层状贫鹿的Ｉ??，?ｍｉ???????｜得到层状节理的力学持住．｜??外依供ｉｒｉ????—?ＡｎｓｙｓｉＨ行隧通开挖列???▲得到大關隨ｉｌ幵挖过程应??＞?比摄拟?，力変化和沉降逛．得到丰侧??????Ｉ?应力＾口沉降宝的数值解??ｉ?ｌ?Ａｒ＞ｓｙｓ进行村邱；部分应｜??力分析与沉降Ｓ计算???‘?ｒ进行了纤维增强混凝土?１????????的制作??￣ＺＺＨ￣Ｉ?Ｉ猃证了好维増强混凝土的茌??法内威兹???？裂纹阻尼方面的作用和性能??＾．１?ｍｍｍｍｍｍｍ????，?＾???￣ｒｚｉｚ￣?构理论数值橫拟和试｜?探究公路瞇道的围岩稳定的??擔獅?＾＂验结合．进行对比分析?影啊因萦扣结构优化方法??图１．２技术路线图??Ｆｉｇｌ?．２Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄ?ｍａｐ??７??
?山东大学硕士学位论文???半径为Ａ薄板的弹性模量设为仏泊松比为Ａ，两侧的拉力设定为（７。??今?ｙ－ｕ?＋??Ｃ?命?ｒ＾ｖ??令?〇ｈ?１?屬，￣？－Ａ＊??＋?义＿Ｊ?？＊??－＊？－?－？？－??点Ｐ是变形后点／＞的位麗??图２－１隧道圆孔平面应力示意图??Ｆｉｇ２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｌａｎｅ?ｓｔｒｅｓｓ?ｏｆ?ａ?ｃｉｒｃｕｌａｒ?ｈｏｌｅ?ｉｎ?ａ?ｔｕｎｎｅｌ??如图２．１，在平面薄板圆孔示意图内，任意一点的坐标可用极坐标系（ｒ，句来表示，如同??点ｐ所示，任意一点的位移都可以分解为ｒ方向的位移（径向位移），设定为ｗ；和６１方向??的位移（轴向位移）设定为Ｖ，由弹性力学中平面问题的知识可得以微小的扇形积分，其范??围是ｄｒ，?ｄ６＊，此时其应力分量为〇＞〇＞?ｒ，．０；应变分量为ｓ，．，４，整个模型只有平面??两侧收到大小为＾的拉应力，根据以上条件，可以得出位移与形变的关系：??ｄｕ??？丄一?（２－１）??９?ｒ?ｒｄ６??１?ｄｕ?ｄｖ?ｖ??Ｙ－ｅ＝￣ｒＴ〇＋Ｖｒ￣ｒ＼??通过变形协调方程Ｈ?丄－＾＝?〇?（２－２）??ｄｒ?ｒ?ｄｄ２?ｒ?ｄｒ２?ｒ?ｄｒｄＯ?ｒ??＿〇ｒ－＾ｅ??￡ｒ￣＾Ｅ￣??求得应力应变之间的关系可表达为：％?（２－３）??Ｅ??２（１?＋?／／）??ｙｒｅ?＝—－—Ｔｒｅ??Ｅ?＾??ｄａｒ?ｄｒ，．ｇ??—－ｒ?＋?—，ＪＬ?＋?ａｒ－ｏ０?＝?０??建立平衡方程：ｄｒ?ｄ〇?（２－４）??ｄｚｒ９?｜?ｄｏｇ?｜?２ｒｒｇ?＝?〇??ｄｒ?ｄ６?
【参考文献】：
期刊论文
[1]独头隧道钻爆法施工爆生气体扩散过程模拟[J]. 朱应伟,章光,胡少华,罗忆,蒲青松. 爆破. 2020(01)
[2]高速公路隧道开挖施工技术及控制策略分析[J]. 师松森,朱永祥. 智能城市. 2020(04)
[3]双洞小净距隧道施工方法的研究[J]. 贾国栋. 绿色环保建材. 2020(02)
[4]软弱围岩浅埋暗挖隧道施工技术[J]. 张孝飞. 建筑技术开发. 2020(04)
[5]鄂西北地区软岩隧道微台阶上下同步施工方法介绍[J]. 张晓海,董俭召. 价值工程. 2020(05)
[6]复杂地质条件下铁路隧道施工技术[J]. 马培雷. 佳木斯职业学院学报. 2020(02)
[7]天山胜利特长公路隧道施工方法探讨[J]. 祝河清. 现代隧道技术. 2020(01)
[8]松软破碎围岩的废石胶带隧道施工支护方法的应用[J]. 荣介鹏. 西部探矿工程. 2020(02)
[9]富水大断面软岩隧道支护结构受力性能试验[J]. 刘瑞斌. 土木工程与管理学报. 2019(05)
[10]聚丙烯纤维长径比对混凝土力学性能的影响研究[J]. 罗洪林,杨鼎宜,周兴宇,董亚超,单晨晨,韩雪. 混凝土. 2019(09)
博士论文
[1]隧道围岩抗力系数计算方法与统计特征研究[D]. 涂洪亮.北京交通大学 2018
[2]层状围岩小净距隧道掘进爆破振动效应及围岩稳定性研究[D]. 石洪超.西南交通大学 2017
[3]基于离散元方法的节理岩体各向异性力学参数表征及应用[D]. 王培涛.东北大学 2015
硕士论文
[1]聚丙烯纤维混凝土力学性能及损伤破坏形态研究[D]. 张悦.西安理工大学 2019
[2]温度影响下地下隧洞应力分析的解析方法[D]. 李志雨.华北电力大学(北京) 2019
[3]层状千枚岩地层山岭隧道洞口坡面稳定性及其控制技术研究[D]. 罗福君.西南交通大学 2017
[4]含软弱夹层的近水平节理岩体成拱机理研究[D]. 张峰.长安大学 2017
[5]高应力条件下层状岩体力学特性及时效破裂机制研究[D]. 程鹏.长江科学院 2015
[6]水平节理岩体爆破理论研究与数值分析[D]. 王洋洋.石家庄铁道大学 2014
本文编号：3618203
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