【摘要】：我國隧道建設(shè)處于快速發(fā)展階段。偏壓隧道圍巖左右兩側(cè)受力不均勻,造成初期支護(hù)和二次襯砌受到偏壓荷載的作用。由于偏壓隧道的復(fù)雜性,荷載的不對稱分布,支護(hù)結(jié)構(gòu)受力不均衡等,給施工和支護(hù)造成困難。目前,針對偏壓隧道的研究主要集中在偏壓隧道的支護(hù)、施工、監(jiān)測以及圍巖應(yīng)力等方面,關(guān)于偏壓隧道偏壓的定量界定的研究并不多見。本文利用有限元數(shù)值模擬手段,以十道羊岔隧道淺埋偏壓段為工程依托,采用偏壓應(yīng)力比來定量界定淺埋隧道偏壓,給出判斷隧道偏壓的偏壓應(yīng)力比值;對十道羊岔偏壓隧道進(jìn)行非對稱初期支護(hù)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì),對薄弱部位進(jìn)行支護(hù)加強(qiáng),對安全部位的支護(hù)適當(dāng)減弱。論文主要取得了以下成果:(1)以十道羊岔隧道淺埋偏壓段為工程依托,應(yīng)用數(shù)值模擬方法,研究了覆蓋層厚度、地表傾角、圍巖級別等因素對襯砌偏壓應(yīng)力比和圍巖偏壓應(yīng)力比的影響,且不管是襯砌還是圍巖,拱肩偏壓應(yīng)力比隨覆蓋層厚度、地表傾角、圍巖級別的變化均有明顯的變化規(guī)律。采用控制變量法進(jìn)一步分析,確定拱肩處可以作為判別隧道是否偏壓的有效位置。(2)結(jié)合《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》,分別進(jìn)行了隧道襯砌和圍巖的應(yīng)力比分析,確定了圍巖級別為Ⅳ_石、Ⅳ_土、Ⅴ級時(shí),可以用拱肩處圍巖偏壓應(yīng)力比作為判斷隧道是否偏壓的依據(jù)。(3)依據(jù)十道羊岔隧道淺埋偏壓段斷面的地質(zhì)條件,考慮隧道受到的偏壓荷載,對所選斷面的混凝土厚度、錨桿長度、錨桿間距等進(jìn)行非對稱結(jié)構(gòu)優(yōu)化。通過對圍巖應(yīng)力比、襯砌軸向應(yīng)力、襯砌所受彎矩、錨桿受力、圍巖塑性區(qū)等指標(biāo)進(jìn)行分析對比,確定了當(dāng)混凝土噴層厚度取25cm,錨桿長度深埋側(cè)取3.5m、淺埋側(cè)取3m,錨桿間距深埋側(cè)取0.8m、淺埋側(cè)取1.0m時(shí)為該斷面的最佳設(shè)計(jì)工況。
【圖文】：

(二)地質(zhì)構(gòu)造隧道位于中朝準(zhǔn)地臺遼東隆起區(qū)的東部鐵嶺-靖宇隆起區(qū)的南段，區(qū)域構(gòu)造輪廓走向北40°～65°東，控制了區(qū)內(nèi)地層走向及斷裂構(gòu)造，還有北北東向及北西向斷裂構(gòu)造。斷裂構(gòu)造主要有：1、十道羊岔-團(tuán)結(jié)東西向斷裂層：斷層呈東西走向，長約 20km，傾角向南約 75°。斷層處巖石風(fēng)化破碎嚴(yán)重，局部呈壓碎狀或?yàn)槊依鈳r。斷面擠壓透鏡體及片理化現(xiàn)象明顯，并有約 1.5m 厚的輝長石脈侵入，該斷層在隧道北側(cè)通過。受其影響，隧道區(qū)節(jié)理裂隙發(fā)育。2、板房溝-1031 高地南壓性斷層：斷層呈 40-50°，長約 14km，傾向北西，傾角 50°～60°，主要發(fā)育在楊家店組中。該斷層的擠壓帶寬度可達(dá)幾百米，斷層處巖石破碎風(fēng)化強(qiáng)烈，出現(xiàn)了連續(xù)的動(dòng)力變質(zhì)帶，擠壓破碎帶和壓性斷層數(shù)量多，呈等距分布。鉀質(zhì)條痕狀混合巖擠壓破碎嚴(yán)重，地層產(chǎn)狀很亂，斷層擦痕縱橫穿插。該斷裂帶沿陳家膛子溝向北東延伸，在隧道北側(cè)通過。圍巖的具體工程地質(zhì)縱斷面情況見圖 3.1 和圖 3.2。

十道羊岔偏壓隧道工程地質(zhì)概況及數(shù)值模型建立22圖 3.2 隧道右線工程地質(zhì)縱斷面圖3.2.2 不良地質(zhì)現(xiàn)象1、隧道周圍地質(zhì)進(jìn)行整體勘查除部分區(qū)域存在斷層破碎帶以外，沒有發(fā)現(xiàn)其他不良地質(zhì)條件。2、區(qū)域穩(wěn)定性調(diào)查在對隧道區(qū)域勘查過程中發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域節(jié)理裂隙發(fā)育，，存在斷層帶。3、地震與地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查在對工程所在區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)無較大水流，且地下水較為匱乏，但隧道洞口處有季節(jié)性小溪經(jīng)過。地下水的類型主要有兩類，第一類為基巖風(fēng)化裂隙水，它主要存在于節(jié)理發(fā)育的風(fēng)化帶中；第二類為第四系孔隙水，它的量與季節(jié)有較大關(guān)系，常存在坡積碎石土等。另外該地區(qū)的水質(zhì)較好，對隧道結(jié)構(gòu)的侵蝕性弱。3.3 十道羊岔隧道襯砌形式十道羊岔隧道淺埋偏壓段（Ⅴ級圍巖）所采用的的襯砌形式具體如下?
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U451

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 干嘯洪;陳立平;張素磊;應(yīng)國剛;李小平;;淺埋偏壓隧道地表沉降規(guī)律及其預(yù)測方法[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2019年02期

2 楊波;程寅;王登炳;羅志剛;姑麗比婭·艾斯卡爾;王棟;;中巴公路淺埋偏壓隧道二次襯砌受力監(jiān)測分析研究[J];公路;2017年01期

3 李亮;;不同深跨比下淺埋偏壓隧道地表變形規(guī)律研究[J];國防交通工程與技術(shù);2016年06期

4 劉翔;房倩;;變坡面淺埋偏壓隧道松動(dòng)圍巖壓力計(jì)算方法[J];中國鐵道科學(xué);2017年02期

5 張立群;高典;楊浩;穆柏林;張麗嬌;徐永明;;地表傾角和埋深對淺埋偏壓隧道塑性區(qū)的影響范圍研究[J];河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào);2016年03期

6 汪軍武;;淺埋偏壓隧道下穿橋梁的施工方法探究[J];企業(yè)技術(shù)開發(fā);2016年06期

7 楊友國;;研究淺埋偏壓隧道下穿橋梁的施工方案[J];中國水運(yùn)(下半月);2016年09期

8 鄭君智;;淺埋偏壓隧道施工技術(shù)[J];企業(yè)科技與發(fā)展;2015年03期

9 高亞;李兵;楊帥;付華萌;;公路淺埋偏壓隧道斷面地震動(dòng)力響應(yīng)分析[J];華北地震科學(xué);2015年S1期

10 湯競;傅鶴林;;淺埋偏壓隧道荷載特征的影響因素分析與計(jì)算[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2015年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 何川;;地形偏壓隧道的模型試驗(yàn)研究[A];第二屆全國青年巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];1993年

2 王聯(lián);鄧剛;;都汶路淺埋偏壓隧道設(shè)計(jì)[A];中國公路學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

3 王磊;傅鋼;汪振偉;黃志強(qiáng);;關(guān)于淺埋偏壓隧道合理開挖進(jìn)尺的討論[A];第二屆全國巖土與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集（上冊）[C];2006年

4 高文學(xué);侯炳暉;孫西o

本文編號：2637820