由于隧道圍巖具有蠕變特性,導(dǎo)致隧道支護結(jié)構(gòu)的可靠性與穩(wěn)定性有著顯著的時效特性。很多塌方事故都是在隧道開挖且初期支護完成一段時間后才發(fā)生的,但目前對于此類事故的研究,即隧道圍巖及支護結(jié)構(gòu)的時效可靠性的研究很少。同時,目前國內(nèi)沒有系統(tǒng)的隧道工程風(fēng)險評估體系,對于隧道工程的事故缺乏有效的管理與評估。為此,本文以岳家溝隧道工程為背景,選擇RK75+880典型斷面進行研究,重點研究隧道開挖支護完成一段時間之后發(fā)生塌方的情況。借助有限元分析軟件ABAQUS,考慮隧道圍巖的蠕變特性,研究隧道支護結(jié)構(gòu)的時效可靠性,以及基于時效可靠性的隧道工程風(fēng)險管理問題。主要內(nèi)容如下:（1）分析圍巖的蠕變特性以及在蠕變過程中圍巖與支護結(jié)構(gòu)的相互作用,對衰減蠕變與非衰減蠕變這兩種蠕變變形形式進行介紹。由于洞周位移是隧道開挖及支護過程中,在各種因素的影響下隧道圍巖與支護結(jié)構(gòu)整體力學(xué)性質(zhì)及穩(wěn)定狀態(tài)的客觀且直接的外在表現(xiàn),因此本文重點從位移的角度來研究隧道初期支護結(jié)構(gòu)的時效可靠性。從位移的角度定義支護結(jié)構(gòu)的時效破壞概率,同時介紹極限位移的計算方法。（2）選擇岳家溝隧道右幅RK75+880斷面,利用ABAQUS軟件進行建模分析... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

巖石蠕變曲線

公路山嶺隧道支護結(jié)構(gòu)時效可靠性及風(fēng)險管理研究（1）初始蠕變：又稱為衰減蠕變階段，該段蠕變曲線的應(yīng)變速率隨時間增長逐漸減小，曲線呈下凹型，并向直線狀態(tài)過度；（2）第二期蠕變：又稱穩(wěn)定蠕變階段，在這一階段最明顯的特點是應(yīng)變與時的關(guān)系近似地呈直線變化，應(yīng)變速率為一常數(shù)；（3）第三期蠕變：又稱加速蠕變階段，進入這一階段后，巖石的應(yīng)變速率劇增加，整個曲線呈上凹型，變形快速增大，導(dǎo)致巖石最終破壞。由此可知，巖石的蠕變變形有兩種基本形式，即衰減蠕變與非衰減蠕變[29]。衰蠕變又稱穩(wěn)定蠕變，當(dāng)巖石所受應(yīng)力小于長期強度時，蠕變速率逐漸減小，蠕變變達到一定值之后將不再增加，如圖 2.2（a）所示，此時，巖石不會破壞。非衰減蠕又稱不穩(wěn)定蠕變，當(dāng)巖石所受應(yīng)力大于長期強度時，巖石的變形隨時間持續(xù)增長，后由于加速蠕變的產(chǎn)生而發(fā)生破壞，如圖 2.2（b）所示。衰減蠕變的變形速率只經(jīng)一個衰減過程，而非衰減蠕變的變形速率經(jīng)歷了衰減、定常和加速三個階段。衰減變對巖體工程是不會構(gòu)成威脅的，但是。非衰減蠕變則存在很大的破壞風(fēng)險。

與支護結(jié)構(gòu)的相互作用為，隧道圍巖自身的承載能力以及自穩(wěn)能力對隧道圍及對隧洞本身的穩(wěn)定性著重要作用。因此，在隧道開巖的自承載能力能力，使圍巖成為支護結(jié)構(gòu)的重要組載體。，既要考慮圍巖的蠕變特性，又要考慮圍巖與支護結(jié)到的支護結(jié)構(gòu)均指初期支護。實際的隧道開挖工程是，這樣復(fù)雜的過程其實是很難準(zhǔn)確分析的，但是如果約束依次分開考慮，然后再將三者聯(lián)合起來分析，則的定量分析，這也正是收斂約束法的基本原理。1][32]又叫特征曲線法，它是伴隨著噴錨等柔性支護的理論和巖石力學(xué)應(yīng)用到地下工程中，進一步解釋圍巖理論和方法[33]。

【參考文獻】：
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本文編號：3141273