巖溶區(qū)運(yùn)營公路隧道襯砌受力特性模型試驗(yàn)研究
本文選題:巖溶區(qū) + 運(yùn)營公路隧道 ; 參考:《湘潭大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:巖溶區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜多變且存在諸多不確定性。巖溶區(qū)內(nèi)可溶性巖的溶蝕對(duì)工程實(shí)踐產(chǎn)生不利影響。隧道的修建改變了原有地下水平衡,同時(shí)由于溶洞的存在,水壓力作用在隧道襯砌上會(huì)產(chǎn)生集中應(yīng)力,導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)損傷、開裂,甚至出現(xiàn)涌水、涌泥、襯砌脫落等現(xiàn)象,嚴(yán)重的威脅到隧道的正常運(yùn)營與安全。論文以廣東省巖溶地區(qū)運(yùn)營公路隧道為工程依托,基于室內(nèi)隧道模型試驗(yàn),研究巖溶區(qū)運(yùn)營公路隧道在不同溶洞空間分布形態(tài)大小特征、不同節(jié)理傾角、不同降雨強(qiáng)度以及加載條件下襯砌的受力特性,通過對(duì)隧道襯砌表面應(yīng)變、孔壓、土壓力和襯砌周邊圍巖位移的試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)為分析依據(jù)。主要獲得以下結(jié)論:1、本試驗(yàn)研究中,所設(shè)定的兩種溶洞分布狀態(tài)(沿經(jīng)過隧道襯砌中心位置的水平面和豎直面對(duì)稱布置與沿經(jīng)過隧道襯砌中心位置走向?yàn)?5°和135°平面的對(duì)稱布置)對(duì)隧道襯砌的安全性影響存在極大的差異,且前者對(duì)隧道的不良作用較小;2、溶洞的直徑對(duì)于隧道襯砌受力特性影響最小,其作用主要是通過與圍巖節(jié)理面傾角和溶隧間距(溶洞與隧道的距離)的組合來體現(xiàn);3、溶隧間距對(duì)隧道襯砌的安全性具有顯著的直接影響,伴隨該距離從一倍隧道直徑逐漸增大,隧道襯砌的安全性表現(xiàn)為先減弱后增強(qiáng),約在該距離為1.5倍隧道直徑時(shí),隧道襯砌的安全性最差;4、圍巖的節(jié)理面傾角對(duì)隧道襯砌安全性的影響較為復(fù)雜,主要表現(xiàn)為以圍巖沿節(jié)理面方向運(yùn)動(dòng)發(fā)生的附加應(yīng)力作用和地下水沿節(jié)理面滲流所發(fā)生的孔壓調(diào)節(jié)作用。當(dāng)圍巖節(jié)理面傾角小于45°時(shí),前者居于主導(dǎo)地位,而伴隨節(jié)理面傾角的增大,后者的作用逐漸增強(qiáng)。
[Abstract]:The geological conditions in karst area are complex and changeable, and there are many uncertainties. The dissolution of soluble rock in karst area has an adverse effect on engineering practice. The construction of the tunnel has changed the original groundwater balance. At the same time, due to the existence of the cave, the water pressure will produce concentrated stress on the tunnel lining, which will lead to tunnel structure damage, cracking, even water gushing, mud gushing, lining falling off and so on. A serious threat to the normal operation and safety of the tunnel. Based on the model test of indoor tunnel in karst area of Guangdong Province, this paper studies the spatial distribution characteristics of tunnel in different karst area and different joint inclination angle, which is based on the project of running highway tunnel in karst area of Guangdong province. Based on the experimental data of tunnel lining surface strain, pore pressure, earth pressure and surrounding rock displacement under different rainfall intensity and loading conditions. The main conclusions are as follows: 1. In this experiment, The safety of tunnel lining under two kinds of cave distribution states (symmetrical arrangement along horizontal plane and vertical face through the center of tunnel lining and symmetrical arrangement along 45 擄and 135 擄plane along the center of tunnel lining) There are great differences in sexual effects, The former has less adverse effect on the tunnel, and the diameter of the cavern has the least influence on the mechanical characteristics of the tunnel lining. Its function is mainly reflected by the combination of the inclination angle of the surrounding rock joint and the distance between the dissolved tunnel and the tunnel, and the distance between the dissolved tunnel and the tunnel has a significant direct effect on the safety of the tunnel lining. With the increase of the distance from twice the diameter of the tunnel, the safety of the tunnel lining is first weakened and then enhanced, about 1.5 times the diameter of the tunnel. The safety of tunnel lining is the worst, and the influence of joint inclination angle on tunnel lining safety is complex. The main performance is the additional stress of surrounding rock moving along the joint surface and the pore pressure regulating action of groundwater seepage along the joint surface. When the inclination of the joint surface of surrounding rock is less than 45 擄, the former occupies the dominant position, and the latter gradually increases with the increase of the dip angle of the joint surface.
【學(xué)位授予單位】:湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:U451
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):2026439
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