本文關(guān)鍵詞：長春某地鐵區(qū)間工程地質(zhì)特征及隧道穩(wěn)定性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,伴隨著城市的快速發(fā)展以及人口的膨脹,地鐵建設(shè)正迎來一個高峰期。在國內(nèi)地鐵建設(shè)過程中,一些淺埋大斷面隧道相繼出現(xiàn)。淺埋大斷面隧道力學(xué)行為的復(fù)雜性及其特殊性使得針對淺埋大斷面隧道開展系統(tǒng)研究,具有重要的理論價值與現(xiàn)實意義。本文采用理論研究、定性分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場監(jiān)測等手段,依托長春地鐵出入線段暗挖隧道工程,圍繞淺埋大斷面隧道圍巖穩(wěn)定性影響因素及圍巖穩(wěn)定性開展了相關(guān)研究工作:(1)淺埋大斷面隧道圍巖穩(wěn)定性理論研究:對淺埋大斷面隧道進(jìn)行理論研究,得出淺埋大斷面隧道在應(yīng)力分布上近似符合橢圓形斷面隧道應(yīng)力分布。巖土體天然應(yīng)力狀態(tài)對淺埋大斷面隧道圍巖穩(wěn)定性影響,不僅與垂直于隧道軸向水平應(yīng)力和天然應(yīng)力的比值λ有關(guān),還與隧道的扁平率有關(guān)。(2)基于三維地質(zhì)模型可視化圍巖穩(wěn)定性定性分析:利用三維地質(zhì)模型可視化技術(shù)結(jié)合地質(zhì)勘察資料對擬建隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行定性分析,揭示了隧道穿越區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征、力學(xué)屬性特征以及圍巖穩(wěn)定性特征。研究結(jié)果表明,利用三維地質(zhì)模型可視化技術(shù)對圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行定性分析具有實用性、直觀性,快捷性。(3)三維仿真接口程序設(shè)計:通過研究分析FLAC3D、GOCAD兩種軟件的三維模型構(gòu)造規(guī)律、數(shù)據(jù)格式,利用計算機編程語言編寫了兩種軟件的接口程序,實現(xiàn)了三維地質(zhì)模型到數(shù)值計算模型的轉(zhuǎn)換,解決了FLAC3D復(fù)雜地質(zhì)體的建模難題,實現(xiàn)了GOCAD軟件和FLAC3D軟件的優(yōu)勢互補,為后續(xù)采礦工程、巖土工程及水利水電工程中復(fù)雜地質(zhì)體建模及計算分析提供了推薦性參考。(4)基于不同影響因素圍巖穩(wěn)定性分析:依據(jù)不同圍巖、不同施工工法、不同扁平率、不同開挖進(jìn)尺對淺埋大斷面隧道進(jìn)行數(shù)值模擬,揭示了不同工況下圍巖位移場、圍巖應(yīng)力場的變化特征,得出了既保證安全,又經(jīng)濟(jì)快捷的施工工法、開挖進(jìn)尺,以及低扁平率隧道設(shè)計優(yōu)化方案。(5)高精度仿真計算分析:對擬建隧道進(jìn)行高精度仿真計算分析,得出了施工過程中圍巖位移場、圍巖應(yīng)力場、拱頂沉降、凈空收斂、拱底隆起的變化特征,驗證了高精度仿真計算分析的適用性、可推薦性。本文研究涵蓋了淺埋大斷面隧道圍巖穩(wěn)定性研究的諸多方面,包括隧道力學(xué)特性分析、圍巖穩(wěn)定性影響因素分析、擬建隧道三維地質(zhì)模型可視化分析、仿真接口程序設(shè)計、數(shù)值模擬與現(xiàn)場監(jiān)測綜合分析等,工作較系統(tǒng)且全面,可為今后的類似工程提供經(jīng)驗借鑒。
【關(guān)鍵詞】：淺埋大斷面隧道 圍巖穩(wěn)定性 三維地質(zhì)模型可視化 仿真接口程序設(shè)計 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：吉林建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U231.1;U451
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-15
• 第1章 緒論15-21
• 1.1 課題背景及意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 主要研究方法及內(nèi)容18-21
• 1.3.1 主要研究方法18-20
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容20-21
• 第2章 研究區(qū)工程地質(zhì)特征21-41
• 2.1 工程概況21
• 2.2 區(qū)域地理以及環(huán)境21-23
• 2.2.1 地理環(huán)境21-22
• 2.2.2 氣候條件22
• 2.2.3 水系分布22-23
• 2.3 工程地質(zhì)條件23-29
• 2.3.1 工程地質(zhì)概況23-26
• 2.3.2 地層分布26-29
• 2.4 水文地質(zhì)條件29-31
• 2.4.1 區(qū)域水文地質(zhì)條件29-30
• 2.4.2 地下水腐蝕性評價30-31
• 2.5 工程地質(zhì)特性31-39
• 2.5.1 隧道圍巖分級31-33
• 2.5.2 巖土施工工程分級33-37
• 2.5.3 地震效應(yīng)評價37-39
• 2.5.4 場地類別及場地土類別39
• 2.6 本章小結(jié)39-41
• 第3章 淺埋大斷面隧道圍巖穩(wěn)定性理論分析41-60
• 3.1 淺埋大斷面隧道劃分標(biāo)準(zhǔn)41-44
• 3.1.1 淺埋隧道劃分標(biāo)準(zhǔn)41-42
• 3.1.2 大斷面隧道劃分標(biāo)準(zhǔn)42-44
• 3.2 淺埋大斷面隧道力學(xué)特性分析44-47
• 3.2.1 應(yīng)力分布特征44-46
• 3.2.2 開挖后應(yīng)力重分布特征46-47
• 3.2.3 上部圍巖應(yīng)力分布特征47
• 3.3 淺埋大斷面隧道圍巖穩(wěn)定性影響因素分析47-54
• 3.3.1 地質(zhì)因素48-53
• 3.3.2 人為因素53-54
• 3.4 淺埋大斷面隧道圍巖穩(wěn)定性基本判據(jù)54-58
• 3.4.1 圍巖強度判據(jù)54-55
• 3.4.2 容許極限位移量判據(jù)55-57
• 3.4.3 容許位移速率和加速度判據(jù)57
• 3.4.4 收斂比判據(jù)57-58
• 3.5 本章小結(jié)58-60
• 第4章 研究區(qū)三維地質(zhì)模型可視化及隧道圍巖穩(wěn)定性定性分析60-110
• 4.1 三維地質(zhì)模型可視化概述60-64
• 4.1.1 三維地質(zhì)建模基本概念60-61
• 4.1.2 三維地質(zhì)模型分類61-62
• 4.1.3 三維地質(zhì)模型特征62-63
• 4.1.4 三維地質(zhì)模型可視化意義63-64
• 4.2 三維地質(zhì)建模軟件簡介64-67
• 4.2.1 軟件簡介64-65
• 4.2.2 三維地質(zhì)建模方法65
• 4.2.3 三維地質(zhì)建模關(guān)鍵算法65-67
• 4.3 三維地質(zhì)模型可視化67-80
• 4.3.1 建模流程67-69
• 4.3.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備69-72
• 4.3.3 三維地質(zhì)構(gòu)造模型可視化72-77
• 4.3.4 三維地質(zhì)屬性模型可視化77-80
• 4.4 三維地質(zhì)模型分析80-89
• 4.4.1 三維地質(zhì)構(gòu)造模型分析80-85
• 4.4.2 三維地質(zhì)屬性模型分析85-89
• 4.5 三維仿真接口程序設(shè)計89-104
• 4.5.1 軟件介紹89-90
• 4.5.2 程序設(shè)計90-102
• 4.5.3 應(yīng)用實例102-104
• 4.6 圍巖穩(wěn)定性定性評價104-107
• 4.6.1 地下水對擬建工程影響評價104-105
• 4.6.2 不良地質(zhì)作用及特殊性巖土對擬建工程影響評價105
• 4.6.3 周邊環(huán)境對擬建工程影響評價105-106
• 4.6.4 隧道圍巖穩(wěn)定性定性評價106-107
• 4.7 本章小結(jié)107-110
• 第5章 淺埋大斷面隧道圍巖穩(wěn)定性數(shù)值分析110-154
• 5.1 概述110-112
• 5.1.1 模型假定110-111
• 5.1.2 隧道開挖與支護(hù)施工過程模擬111
• 5.1.3 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)有限元模擬111-112
• 5.2 不同圍巖對隧道圍巖穩(wěn)定性影響分析112-120
• 5.2.1 計算模型建立112-113
• 5.2.2 計算參數(shù)選取113
• 5.2.3 施工過程模擬113-115
• 5.2.4 不同工況下計算結(jié)果分析115-120
• 5.3 不同施工工法對隧道圍巖穩(wěn)定性影響分析120-132
• 5.3.1 計算模型建立120-122
• 5.3.2 計算參數(shù)選取122
• 5.3.3 施工過程模擬122-126
• 5.3.4 不同工況下計算結(jié)果分析126-132
• 5.4 不同扁平率對隧道圍巖穩(wěn)定性影響分析132-142
• 5.4.1 計算模型建立132-134
• 5.4.2 計算參數(shù)選取134-135
• 5.4.3 施工過程模擬135-137
• 5.4.4 不同工況下計算結(jié)果分析137-142
• 5.5 不同進(jìn)尺對隧道圍巖穩(wěn)定性影響分析142-152
• 5.5.1 計算模型建立142-143
• 5.5.2 計算參數(shù)選取143-144
• 5.5.3 施工過程模擬144-146
• 5.5.4 不同工況下計算結(jié)果分析146-152
• 5.6 本章小結(jié)152-154
• 第6章 淺埋大斷面隧道圍巖穩(wěn)定性工程實例分析154-185
• 6.1 工程概況154-155
• 6.2 計算模型建立155-156
• 6.3 計算參數(shù)選取156
• 6.4 施工過程模擬156-158
• 6.4.1 施工過程模擬156-158
• 6.4.2 隧道截面監(jiān)測點布置158
• 6.5 計算結(jié)果及分析158-184
• 6.5.1 圍巖位移場分析158-174
• 6.5.2 圍巖應(yīng)力場分析174-178
• 6.5.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力場分析178-179
• 6.5.4 數(shù)值模擬與實測數(shù)據(jù)對比分析179-184
• 6.6 本章小結(jié)184-185
• 結(jié)論185-188
• 參考文獻(xiàn)188-193
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文193-194
• 致謝194-195

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