隧道軟弱圍巖-支護結構穩(wěn)定性及方案優(yōu)化研究
發(fā)布時間：2021-06-15 07:03
隨著我國公路與鐵路隧道的不斷發(fā)展建設,隧道軟弱圍巖的支護結構設計與施工中面臨的穩(wěn)定性問題十分突出。隧道軟弱圍巖因其強度差從而造成的圍巖變形量大、變形持續(xù)時間長、變形速度快,嚴重影響隧道的施工工期,甚至可能發(fā)生支護結構破壞、隧道失穩(wěn)等危險事故。產生以上問題的主要原因是對隧道軟弱圍巖變形機制、變形規(guī)律、等認識不足,沒有采用合理可行的控制方法。針對以上問題,在前人研究成果的基礎上,通過對現(xiàn)場的支護結構破壞特征進行分析,探討了對節(jié)理軟巖隧道變形的影響;對現(xiàn)場巖石進行取樣,進行了室內單軸、三軸壓縮試驗,分析了泥巖的力學性質;以Hoek-Brown準則為基礎,將量化的GSI圍巖評級系統(tǒng)與宏觀連續(xù)介質理論之間建立聯(lián)系,將Hoek-Brown參數(shù)轉變?yōu)镸ohr-Coulomb參數(shù);以收斂-約束法為基礎,得出圍巖-支護結構相互作用曲線,分析隧道軟弱圍巖-支護結構的穩(wěn)定性;以巖土變形控制方法為原理,基于不完全拱部效應理論,提出了優(yōu)化支護結構設計方案;通過現(xiàn)場監(jiān)測分析,驗證優(yōu)化支護方案的可靠性。并得出了以下重要結論:（1）對楊梅山隧道軟弱圍巖段初期支護結構的破壞特征進行分析可知,隧道初期支護鋼架產生變形、初...
【文章來源】：遼寧工程技術大學遼寧省
【文章頁數(shù)】：90 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
楊梅山隧道地理位置圖
遼寧工程技術大學碩士學位論文8奧陶系下統(tǒng)（O1）：其土層下部為深灰色云母巖、泥質砂巖并大部分夾灰色結晶變質得灰?guī)r。奧陶系中統(tǒng)（O2）：深灰～灰色，厚層-薄層狀的泥巖，部分夾雜凝灰?guī)r。石炭系中統(tǒng)本溪組(C2b)：主要由砂質泥巖、砂礫巖等組成，夾薄層煤和石灰?guī)r，含煤建造為濱海平原型。上石炭統(tǒng)太原組（C3t）：主要由砂巖、砂質泥巖、泥巖組成。二疊系下統(tǒng)山西組(P1s)：該組連續(xù)沉積于太原組上，其中巖性主要為砂巖、砂質泥巖。二疊系上統(tǒng)上石盒子組(P2s)：改組主要為紫紅色變質巖，局部為砂質泥巖夾破碎的石英砂巖。第四系上更新統(tǒng)(Q3)：主要為風積土層，主要由亞粘土組成，節(jié)理較為發(fā)育。第四系全新統(tǒng)(Q4)：為沖洪積層，本系不整合覆蓋于各時代基巖之上。圖2.2楊梅山隧道軟弱破碎圍巖Fig.2.2TheweakbrokensurroundingrockofYangmeishantunnel2.1.2地質構造如圖2.3所示，楊梅山隧道斜井至出口DK25+500～DK26+850段共計1350m為軟弱圍巖段。該段位于斷層帶附近，埋深約在310m～550m之間，圍巖多為泥巖，局部夾雜著砂巖，受斷層破碎帶及構造和風化的影響，巖石極其破碎，呈碎塊狀，局部風化明顯，碎石之間粘結力極差，隧道開挖必引起表層工程坍塌，工程地質條件極差。斷層將為基巖裂隙水下滲提供通道，隧道開挖必引起涌水，圍巖稍差，施工宜引起坍塌。
楊梅山隧道軟弱圍巖段縱斷面圖
【參考文獻】：
期刊論文
[1]軟巖隧道擠壓型大變形非線性流變屬性及其錨固整治技術研究[J]. 孫鈞,欽亞洲,李寧. 隧道建設(中英文). 2019(03)
[2]喀斯特地貌條件下山區(qū)高速公路隧道施工方案優(yōu)化[J]. 黎卓勤,余意,青志剛. 公路. 2018(11)
[3]基于應變軟化指標的巖石非線性蠕變模型[J]. 金俊超,佘成學,尚朋陽. 巖土力學. 2019(06)
[4]大斷面隧道加強型機械化施工管理及施工效果分析[J]. 姜銀周,申百囤. 隧道建設(中英文). 2018(08)
[5]山子頂公路隧道軟弱圍巖施工方案優(yōu)化研究[J]. 王星,師江濤,柴倫磊,韓興博,胡強. 地下空間與工程學報. 2018(S1)
[6]考慮節(jié)理傾角的巖體損傷本構模型及強度準則[J]. 汪杰,宋衛(wèi)東,付建新. 巖石力學與工程學報. 2018(10)
[7]小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性控制技術研究[J]. 張勵. 公路. 2018(06)
[8]擠壓性破碎軟巖隧道大變形特征及機制研究[J]. 李磊,譚忠盛. 巖石力學與工程學報. 2018(S1)
[9]淺埋軟巖大跨度隧道開挖工法研究[J]. 朱苦竹,張書強,莊瑞鴻. 沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2018(01)
[10]軟巖隧道大變形控制技術研究[J]. 于天賜. 土木工程學報. 2017(S2)
博士論文
[1]隧道施工含水構造激發(fā)極化定量超前地質預報理論及其應用[D]. 聶利超.山東大學 2014
碩士論文
[1]被動柔性棚洞中鋼拱架的極限承載力計算理論[D]. 王雯燕.西南交通大學 2018
本文編號：3230685
【文章來源】：遼寧工程技術大學遼寧省
【文章頁數(shù)】：90 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
楊梅山隧道地理位置圖
遼寧工程技術大學碩士學位論文8奧陶系下統(tǒng)（O1）：其土層下部為深灰色云母巖、泥質砂巖并大部分夾灰色結晶變質得灰?guī)r。奧陶系中統(tǒng)（O2）：深灰～灰色，厚層-薄層狀的泥巖，部分夾雜凝灰?guī)r。石炭系中統(tǒng)本溪組(C2b)：主要由砂質泥巖、砂礫巖等組成，夾薄層煤和石灰?guī)r，含煤建造為濱海平原型。上石炭統(tǒng)太原組（C3t）：主要由砂巖、砂質泥巖、泥巖組成。二疊系下統(tǒng)山西組(P1s)：該組連續(xù)沉積于太原組上，其中巖性主要為砂巖、砂質泥巖。二疊系上統(tǒng)上石盒子組(P2s)：改組主要為紫紅色變質巖，局部為砂質泥巖夾破碎的石英砂巖。第四系上更新統(tǒng)(Q3)：主要為風積土層，主要由亞粘土組成，節(jié)理較為發(fā)育。第四系全新統(tǒng)(Q4)：為沖洪積層，本系不整合覆蓋于各時代基巖之上。圖2.2楊梅山隧道軟弱破碎圍巖Fig.2.2TheweakbrokensurroundingrockofYangmeishantunnel2.1.2地質構造如圖2.3所示，楊梅山隧道斜井至出口DK25+500～DK26+850段共計1350m為軟弱圍巖段。該段位于斷層帶附近，埋深約在310m～550m之間，圍巖多為泥巖，局部夾雜著砂巖，受斷層破碎帶及構造和風化的影響，巖石極其破碎，呈碎塊狀，局部風化明顯，碎石之間粘結力極差，隧道開挖必引起表層工程坍塌，工程地質條件極差。斷層將為基巖裂隙水下滲提供通道，隧道開挖必引起涌水，圍巖稍差，施工宜引起坍塌。
楊梅山隧道軟弱圍巖段縱斷面圖
【參考文獻】：
期刊論文
[1]軟巖隧道擠壓型大變形非線性流變屬性及其錨固整治技術研究[J]. 孫鈞,欽亞洲,李寧. 隧道建設(中英文). 2019(03)
[2]喀斯特地貌條件下山區(qū)高速公路隧道施工方案優(yōu)化[J]. 黎卓勤,余意,青志剛. 公路. 2018(11)
[3]基于應變軟化指標的巖石非線性蠕變模型[J]. 金俊超,佘成學,尚朋陽. 巖土力學. 2019(06)
[4]大斷面隧道加強型機械化施工管理及施工效果分析[J]. 姜銀周,申百囤. 隧道建設(中英文). 2018(08)
[5]山子頂公路隧道軟弱圍巖施工方案優(yōu)化研究[J]. 王星,師江濤,柴倫磊,韓興博,胡強. 地下空間與工程學報. 2018(S1)
[6]考慮節(jié)理傾角的巖體損傷本構模型及強度準則[J]. 汪杰,宋衛(wèi)東,付建新. 巖石力學與工程學報. 2018(10)
[7]小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性控制技術研究[J]. 張勵. 公路. 2018(06)
[8]擠壓性破碎軟巖隧道大變形特征及機制研究[J]. 李磊,譚忠盛. 巖石力學與工程學報. 2018(S1)
[9]淺埋軟巖大跨度隧道開挖工法研究[J]. 朱苦竹,張書強,莊瑞鴻. 沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2018(01)
[10]軟巖隧道大變形控制技術研究[J]. 于天賜. 土木工程學報. 2017(S2)
博士論文
[1]隧道施工含水構造激發(fā)極化定量超前地質預報理論及其應用[D]. 聶利超.山東大學 2014
碩士論文
[1]被動柔性棚洞中鋼拱架的極限承載力計算理論[D]. 王雯燕.西南交通大學 2018
本文編號：3230685
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