【摘要】：隨著我國交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的高速發(fā)展,交通隧道的建設(shè)數(shù)量不斷增加。近年來,在隧道建設(shè)過程中經(jīng)常報出隧道圍巖坍塌等重大事故,其中軟弱圍巖隧道的塌方事故較多。塌方事故不僅會影響隧道建設(shè)的工期,而且隧道一旦發(fā)生塌方事故將會對人們的生命財產(chǎn)安全造成巨大損失。隧道塌方的原因主要包括圍巖地質(zhì)狀況差、施工方法不合理和沒有及時對圍巖的薄弱位置加強支護措施等。由于軟弱圍巖隧道巖質(zhì)強度低,而CRD法能使隧洞快速成環(huán)。因此,為了保證隧道施工的安全,在實際工程中,對軟弱圍巖隧道的開挖,通常采用CRD法進行施工。但是CRD施工方法的施工工序較多,將會對隧道圍巖造成多次擾動,影響隧道圍巖的穩(wěn)定性,嚴重時會造成圍巖薄弱位置的塌方事故。因此,研究軟弱圍巖隧道在CRD法施工下的圍巖受力、變形特征和穩(wěn)定性很有意義。本文首先對軟弱圍巖隧道塌方的破壞特征進行分析研究,然后以某Ⅴ級軟弱圍巖的公路隧道為工程背景,對軟弱圍巖隧道在CRD法施工作用下圍巖的受力、變形特征和圍巖的穩(wěn)定性進行了深入的研究。下列是具體的研究工作和研究成果:(1)總結(jié)了隧道塌方的分類方法和影響隧道塌方主要因素,通過軟弱圍巖隧道的變形和受力特征對軟弱圍巖隧道的塌方特征進行分析,并從圍巖受力和變形的角度來判斷隧道圍巖是否失穩(wěn)。(2)以某Ⅴ級軟弱圍巖公路隧道為工程背景,進行相似材料模型試驗。通過相似定理和實際情況確定模型試驗相似比,利用配比試驗確定模型材料和模型尺寸。設(shè)計了應(yīng)力傳感器和FARO三維激光掃描儀的監(jiān)測方案,對隧道圍巖的受力和變形進行監(jiān)測,并按照CRD的開挖順序進行隧道開挖。(3)通過對模型試驗進行CRD法隧道開挖的監(jiān)測,描述了隧道圍巖的漸進破壞過程,并對隧道圍巖的應(yīng)力和變形特征進行分析,通過極限位移值、位移速率、位移加速度、時間—位移曲線對隧道圍巖是否失穩(wěn)進行判斷。(4)利用MIDAS/GTS軟件對模型試驗的隧道開挖過程進行三維數(shù)值模擬。將隧道的拱頂沉降、洞周收斂、地表沉降數(shù)值模擬結(jié)果與相似材料模型試驗結(jié)果相對比,獲取了隧道圍巖的受力變化和變形特征,通過隧道圍巖塑性區(qū)的變化來分析隧道塌方特征。
【圖文】：

圖 1.1 中國公路隧道里程的增長情況情況下，公路隧道具有地質(zhì)條件復(fù)雜、隱蔽工程量大和工作空間有。因此在其工程建設(shè)中極易造成隧道圍巖的大變形、塌方事故。據(jù) 2009 年到 2014 年我國公路隧道安全事故約 44 起，，人員傷亡 200 多

圖 1.2 隧道塌方事故隧道的開挖打破了圍巖的原始平衡狀態(tài)，使隧道圍巖產(chǎn)生了變形和應(yīng)力重分布。當隧道圍巖的應(yīng)力和變形超過其極限值時，將會導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)、塌方。由于軟弱圍巖具有強度低，穩(wěn)定性差和變形持續(xù)時間長等特點，因此其更容易在隧道
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U458

【參考文獻】

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本文編號：2593831