發(fā)布時(shí)間：2020-06-26 17:31

【摘要】：我國(guó)交通隧道建設(shè)正處于高速發(fā)展時(shí)期。危石垮塌災(zāi)害受地下工程巖體結(jié)構(gòu)特性與施工過程影響顯著,具有“三強(qiáng)兩極一盲目”的主要特點(diǎn),即強(qiáng)結(jié)構(gòu)性、強(qiáng)隱蔽性、強(qiáng)突發(fā)性,分布范圍極廣、探識(shí)難度極大,防控手段盲目,由于隧道施工環(huán)境極端復(fù)雜,缺乏有效的災(zāi)害防控方法,危石垮塌成為制約地下工程施工的一大難題。由于危石是被發(fā)育的結(jié)構(gòu)面切割,與臨空面組成的孤立塊體系統(tǒng),其運(yùn)動(dòng)形式主要是沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生剪切位移,導(dǎo)致深部巖體錨固工程中錨桿常常被剪斷、剪彎、拉斷、扭曲或者脫離錨固體失效。為解決危石錨固工程難題,將錨桿發(fā)揮實(shí)際作用,必須對(duì)危石錨固機(jī)理進(jìn)行分析,進(jìn)而指導(dǎo)隧道危石錨固設(shè)計(jì)。本文以隧道危石錨固機(jī)理為研究對(duì)象,以濟(jì)南東南二環(huán)老虎山隧道項(xiàng)目為依托工程,通過案例分析、室內(nèi)試驗(yàn)及數(shù)值模擬等手段,系統(tǒng)的研究了不同錨桿數(shù)量、不同排布方式、不同錨固角度條件下的錨固體特性,分析各因素對(duì)錨固體模型抗剪強(qiáng)度、變形特性的影響。并在此基礎(chǔ)上對(duì)大尺度隧道危石錨固強(qiáng)度特性進(jìn)行了模擬分析。主要研究成果如下:(1)通過大量案例的統(tǒng)計(jì)分析,針對(duì)隧道危石失穩(wěn)模式進(jìn)行了總結(jié)和分類�？偨Y(jié)了隧道危石墜落、滑落、傾覆三種失穩(wěn)模式,并分析了隧道危石錨固錨桿受力特性,總結(jié)了錨桿受壓剪、拉剪及拉伸的三種破壞形式,提出了危石錨固體單元簡(jiǎn)化力學(xué)模型。(2)基于隧道危石錨固體單元簡(jiǎn)化力學(xué)模型,對(duì)壓剪、拉剪、拉伸三種不同破壞形式的加錨節(jié)理試件進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)與數(shù)值模擬,研究了錨桿對(duì)節(jié)理巖體錨固強(qiáng)度的作用機(jī)理,分析了隧道危石錨固參數(shù)對(duì)錨固體強(qiáng)度的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)錨桿數(shù)量、錨桿排布方式及錨固角度等參數(shù)對(duì)危石錨固強(qiáng)度有較大影響。錨固體強(qiáng)度隨錨桿數(shù)量增加而增大,相同數(shù)量錨桿垂直剪切方向排布抗剪效果更好,錨固角度在不同作用形式下有不同最優(yōu)角度。(3)以老虎山隧道為研究對(duì)象,對(duì)老虎山隧道垮塌危石失穩(wěn)模式進(jìn)行分析,利用室內(nèi)試驗(yàn)及數(shù)值模擬結(jié)果,針對(duì)不同失穩(wěn)模式的危石,對(duì)老虎山隧道圍巖危石錨固進(jìn)行大尺度模擬。針對(duì)墜落失穩(wěn)、單面滑動(dòng)失穩(wěn)及雙面滑動(dòng)失穩(wěn)的危石,從錨桿受力及破壞形式角度出發(fā),對(duì)隧道危石進(jìn)行錨固方案設(shè)計(jì),分析隧道圍巖危石錨固強(qiáng)度及變形特征,擇優(yōu)選擇錨固方案。為老虎山隧道在危石錨固方面提供了有效的理論依據(jù)與錨固方案建議,對(duì)工程施工起到了一定的指導(dǎo)作用。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U451.2
【圖文】：

固體強(qiáng)度的影響規(guī)律，研宄了不同失穩(wěn)形式的隧道危石的最優(yōu)錨固方案，提出逡逑了隧道危石錨固影響規(guī)律及優(yōu)化方法，取得了具有一定理論意義及工程應(yīng)用價(jià)逡逑值的研宄成果，技術(shù)路線圖如圖１．２所示。逡逑隧道圍巖危石錨固機(jī)理與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及工程應(yīng)用逡逑「邐：－邐邐－－－邐逡逑；｜墜落失穩(wěn)邋ｈ邐錨桿數(shù)量｜邋；逡逑！單函移一￣？邋ｆＳ邋—丨遂道浩５？�！撸回㈠^桿排布方式Ｉ逡逑：｜邐廠形式丨~|]嬪我蛩劐遑危澹卞義�！邋双面滑移邋＾逦Ｌ＿邋锚固角度邋丨辶x�！鍐栜拉铺O靛澹皴邋五邋五邋危懾義希殄澹擼擼剩恚蹋仕

本文編號(hào)：2730658