在隧道建設(shè)過程中,當隧道穿越富水軟弱圍巖段時,隧道容易發(fā)生變形過大、侵限、開裂,甚至坍塌等工程問題,因此有必要研究富水軟弱圍巖隧道的受力特性。本文在研究總結(jié)軟弱圍巖受力特征和變形機制的基礎(chǔ)上,以某鐵路隧道為工程背景,采用室內(nèi)試驗,數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測試驗相結(jié)合的方法,揭示了軟弱圍巖遇水容易軟化的特性,分析了富水軟弱圍巖隧道的受力特性和穩(wěn)定性。具體結(jié)論如下:（1）在總結(jié)軟弱圍巖含義和分類的基礎(chǔ)上,歸納了軟弱圍巖的變形、強度特征和軟弱圍巖的塑性、膨脹擠出變形機制。（2）在某鐵路隧道軟弱圍巖段選取了巖樣。在天然狀態(tài)、自由浸水1,3,6和9個月條件下進行了巖樣的密度、吸水性、縱波波速、核磁共振和單軸壓縮變形試驗,從試驗過程看,隨著自由浸水時間的延長,巖樣的吸水率、孔隙率、峰值應(yīng)變和泊松比逐漸增大,縱波波速、極限單軸抗壓強度和彈性模量逐漸減小,當自由浸水至6⁹個月時,巖樣的極限單軸抗壓強度為8.433MPa,相比于天然狀態(tài)下的28.187MPa降低了70.08%,從而揭示了軟弱圍巖遇水容易軟化的特性。（3）運用有限元軟件MIDAS/GTS分別建立了不同浸水歷時,雙側(cè)壁導坑法和... 

【文章來源】：西安工業(yè)大學陜西省

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 軟弱巖石浸水軟化特性研究
        1.2.2 軟弱圍巖隧道施工力學特性研究
        1.2.3 軟弱圍巖隧道穩(wěn)定性研究
    1.3 研究內(nèi)容
2 軟弱圍巖受力特征和變形力學機制
    2.1 軟弱圍巖的分類
    2.2 軟弱圍巖的受力特征
        2.2.1 軟弱圍巖的變形特征
        2.2.2 軟弱圍巖的強度特征
    2.3 軟弱圍巖的變形力學機制
        2.3.1 塑性擠出變形機制
        2.3.2 膨脹擠出變形機制
    2.4 本章小結(jié)
3 軟弱巖石自由浸水軟化試驗
    3.1 試樣的選取
    3.2 試塊的制備
    3.3 試驗的內(nèi)容與方法
        3.3.1 試驗的內(nèi)容
        3.3.2 試驗的方法
    3.4 試驗的結(jié)果分析
        3.4.1 密度試驗結(jié)果分析
        3.4.2 吸水性試驗結(jié)果分析
        3.4.3 縱波波速試驗結(jié)果分析
        3.4.4 核磁共振試驗結(jié)果分析
        3.4.5 單軸壓縮變形試驗結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
4 軟弱圍巖隧道穩(wěn)定性數(shù)值分析
    4.1 工程概況
    4.2 圍巖力學特性分析
    4.3 數(shù)值模型建立
        4.3.1 模型尺寸和邊界條件的確定
        4.3.2 圍巖及支護結(jié)構(gòu)力學參數(shù)的選取
    4.4 雙側(cè)壁導坑法數(shù)值計算結(jié)果分析
        4.4.1 圍巖位移分析
        4.4.2 圍巖應(yīng)力分析
        4.4.3 支護結(jié)構(gòu)受力分析
    4.5 三臺階預留核心土法數(shù)值計算結(jié)果分析
        4.5.1 圍巖位移分析
        4.5.2 圍巖應(yīng)力分析
        4.5.3 支護結(jié)構(gòu)受力分析
    4.6 隧道施工工法比較
    4.7 本章小結(jié)
5 依托工程現(xiàn)場測試結(jié)果與分析
    5.1 監(jiān)控量測方案
    5.2 監(jiān)控量測斷面測點布置
    5.3 監(jiān)測結(jié)果及分析
        5.3.1 圍巖位移分析
        5.3.2 圍巖壓力分析
    5.4 監(jiān)測結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果對比
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]堡鎮(zhèn)軟巖隧道大變形機理及控制技術(shù)研究[D]. 郭富利.北京交通大學 2010

碩士論文
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[5]西部富水軟弱圍巖大斷面馬頭門圍巖失穩(wěn)機理研究[D]. 胡衛(wèi)軍.安徽理工大學 2016
[6]坡前水位升降對炭質(zhì)泥巖—土分層路堤滲流特征與穩(wěn)定性影響研究[D]. 黃永和.長沙理工大學 2016
[7]含水特性對軟巖隧道圍巖穩(wěn)定性的影響研究[D]. 王恒.長安大學 2015
[8]軟弱圍巖隨道施工階段力學性能分析[D]. 程玉強.蘭州交通大學 2015
[9]水對軟巖力學特性影響的試驗研究[D]. 吳平.合肥工業(yè)大學 2014
[10]軟弱圍巖隧道施工力學與穩(wěn)定性的數(shù)值模擬研究[D]. 楊緒烽.重慶交通大學 2013



本文編號：3165477