近年來,國內(nèi)高等級公路建設(shè)過程中出現(xiàn)了大量黃土隧道。然而,在大量黃土隧道施工及運營過程中,發(fā)生了諸如隧道襯砌開裂、局部塌方等安全事故。分析典型的黃土隧道圍巖失穩(wěn)的原因及破壞情況可知,黃土土體內(nèi)部節(jié)理發(fā)育幾乎是所有黃土隧道圍巖失穩(wěn)的主要原因之一。因此,開展節(jié)理對黃土隧道穩(wěn)定性影響的研究刻不容緩�；谶@一背景,本文搜集、分析了鄭西高速鐵路隧道工程中黃土隧道圍巖大量實測數(shù)據(jù),結(jié)合目前國內(nèi)黃土隧道建設(shè)的特點,采用有限元軟件MIDAS GTS NX建立考慮節(jié)理的黃土隧道圍巖穩(wěn)定性分析模型,并在此基礎(chǔ)上重點分析節(jié)理組數(shù)、節(jié)理位置以及節(jié)理傾角對黃土圍巖穩(wěn)定性的具體影響。得到的主要結(jié)論如下:（1）黃土隧道圍巖中節(jié)理數(shù)目越多,隧道圍巖完整性越差,土拱效應(yīng)越不明顯,黃土隧道圍巖變形越大,拱頂圍巖Mises應(yīng)力逐漸降低,隧道兩側(cè)拱腰處圍巖Mises應(yīng)力逐漸增大。（2）黃土隧道圍巖節(jié)理分布在不同位置,隧道圍巖位移場均表現(xiàn)為:拱頂位移最大,拱腰位移次之。節(jié)理越靠近隧道邊緣,節(jié)理兩側(cè)圍巖位移差異越大,節(jié)理越靠近隧道拱頂中部,節(jié)理兩側(cè)圍巖位移差異越小;節(jié)理分別處于隧道洞身一側(cè)、拱腰、拱肩以及拱頂時,拱腰處圍巖Mis... 

【文章來源】：長安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圍巖彈塑性應(yīng)力示意圖

圖 1.2 埋深 10m 時隧道整體垮塌 圖 1.3 埋深 50m 時穩(wěn)定壓力拱（2）節(jié)理傾角仍然假定開挖面內(nèi)有 2 組貫通節(jié)理，設(shè)定節(jié)理間距為 2m，隧道埋深為 10m，取 5種不同節(jié)理傾角組合進行模擬計算，即 15°和 165°、30°和 150°、45°和 135 °、75°和 105°、90°和 0°。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng) 2 組節(jié)理傾角均接近水平時，容易在拱頂形成“壓力拱”，隧道圍巖整體性較強，圍巖穩(wěn)定性較好；當(dāng) 2 組節(jié)理傾角較大時，在隧道拱頂不容易形成“壓力拱”，或發(fā)生局部塊體掉落，或?qū)е滤淼勒w失穩(wěn)。以 2 組節(jié)理傾角分別為 30°和 150°為例，隧道頂部圍巖中形成“壓力拱”，未支護隧道的圍巖仍然保持穩(wěn)定，最大位移為 5.6mm。在 2 組節(jié)理傾角較大時，比如分別為60°和 120°，隧道拱頂圍巖三角形區(qū)域水平應(yīng)力很小，且有豎向拉應(yīng)力產(chǎn)生，無法形成“壓力拱”，發(fā)生塌落現(xiàn)象。具體情況如圖 1.4 所示。

埋深50m時穩(wěn)定壓力拱（2）節(jié)理傾角

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3379244