隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用機(jī)理及其應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-24 09:23
隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用關(guān)系是隧道工程建設(shè)的核心問題,直接影響到圍巖壓力的大小、支護(hù)類型、支護(hù)參數(shù)的選擇,以及隧道支護(hù)時(shí)機(jī)及支護(hù)剛度的確定,開展相關(guān)研究對(duì)于隧道設(shè)計(jì)和隧道穩(wěn)定性評(píng)價(jià),具有十分重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。本文以石凹頂隧道為依托,通過理論分析、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、數(shù)值模擬等研究方法,對(duì)隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用關(guān)系展開了系統(tǒng)研究,得到以下主要研究成果:(1)針對(duì)現(xiàn)行規(guī)范在計(jì)算淺埋偏壓小凈距隧道圍巖壓力存在的不足,推導(dǎo)了考慮左右洞先后施工相互影響的淺埋偏壓小凈距隧道圍巖壓力理論計(jì)算公式。(2)建立了一種圍繞圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的定量評(píng)價(jià)方法。依托石凹頂隧道工程實(shí)例,分別建立了不同支護(hù)時(shí)機(jī)、不同支護(hù)剛度下圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用的曲線,通過確定圖中平衡點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。(3)依據(jù)石凹頂隧道典型斷面圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、圍巖壓力、鋼拱架應(yīng)力以及噴射混凝土應(yīng)力的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),得出了圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全系數(shù),并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)圍巖壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),驗(yàn)證了考慮施工影響的淺埋偏壓小凈距隧道圍巖壓力理論計(jì)算公式的合理性。(4)根據(jù)推導(dǎo)的淺埋偏壓小凈距隧道圍巖壓力理論計(jì)算公式分析了隧道地面坡...
【文章來源】:東華理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 隧道圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
1.2.2 隧道圍巖壓力計(jì)算方法研究現(xiàn)狀
1.2.3 隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用關(guān)系研究現(xiàn)狀
1.3 主要研究?jī)?nèi)容
1.4 論文研究技術(shù)路線
2 隧道圍巖變形及其穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
2.1 隧道圍巖的變形與破壞
2.2 隧道圍巖的變形預(yù)測(cè)
2.2.1 回歸分析函數(shù)選取方法
2.2.2 回歸分析
2.3 隧道圍巖穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法
2.3.1 極限位移量法
2.3.2 變形速率和變形加速度法
2.3.3 允許位移量法
2.4 隧道圍巖穩(wěn)定性影響因素
2.4.1 工程地質(zhì)因素
2.4.2 工程施工因素
2.4.3 時(shí)間因素
2.5 維護(hù)隧道圍巖穩(wěn)定性的支護(hù)措施
2.5.1 維護(hù)隧道圍巖穩(wěn)定的基本原則
2.5.2 支護(hù)分類與注漿加固
2.6 本章小節(jié)
3 隧道圍巖壓力計(jì)算研究
3.1 現(xiàn)行規(guī)范中圍巖壓力的計(jì)算方法
3.1.1 隧道深、淺埋分界
3.1.2 深埋單洞隧道圍巖壓力計(jì)算
3.1.3 淺埋偏壓隧道圍巖壓力計(jì)算
3.2 考慮施工影響的淺埋偏壓小凈距隧道圍巖壓力計(jì)算
3.2.1 先行洞開挖
3.2.2 后行洞開挖
3.2.3 后行洞開挖后先行洞圍巖壓力
3.3 本章小節(jié)
4 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖相互作用的力學(xué)機(jī)理研究
4.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖作用原理
4.2 圍巖特征曲線建立
4.2.1 Hoke-Brown巖體強(qiáng)度準(zhǔn)則
4.2.2 圍巖特征曲線方程建立
4.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)特征曲線建立
4.3.1 錨桿支護(hù)特征曲線
4.3.2 鋼拱架支護(hù)特征曲線
4.3.3 噴射混凝土支護(hù)特征曲線
4.3.4 聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)特征曲線
4.4 隧道圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用分析
4.5 隧道圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性分析
4.6 本章小節(jié)
5 工程應(yīng)用
5.1 工程概述及場(chǎng)址工程地質(zhì)條件
5.1.1 工程概述
5.1.2 隧道場(chǎng)址工程地質(zhì)條件
5.1.3 隧道圍巖分級(jí)及工程地質(zhì)評(píng)價(jià)
5.2 隧道施工方案及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容
5.2.1 隧道施工方案
5.2.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容
5.2.3 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置
5.3 圍巖變形及其穩(wěn)定性分析
5.4 圍巖壓力特征分析
5.4.1 圍巖壓力和接觸壓力隨時(shí)間變化特征
5.4.2 圍巖壓力和接觸壓力空間分布特征
5.4.3 圍巖壓力理論計(jì)算值與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值對(duì)比分析
5.4.4 圍巖壓力影響因素分析
5.5 圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)作用效果分析
5.5.1 鋼拱架應(yīng)力特征分析
5.5.2 噴射混凝土應(yīng)力特征分析
5.6 支護(hù)時(shí)機(jī)以及支護(hù)剛度的確定
5.6.1 支護(hù)時(shí)機(jī)的確定
5.6.2 支護(hù)剛度的確定
5.6.3 組合支護(hù)作用效果分析
5.7 本章小節(jié)
6 開挖方法對(duì)隧道施工力學(xué)影響的數(shù)值模擬
6.1 FLAC3D基本原理
6.1.1 FLAC3D的基本特征
6.2 計(jì)算模型的建立
6.2.1 模型假設(shè)
6.2.2 CD法施工過程模擬
6.2.3 預(yù)留核心土法施工過程模擬
6.3 開挖方法對(duì)隧道施工力學(xué)的影響
6.3.1 圍巖位移場(chǎng)分析
6.3.2 圍巖應(yīng)力場(chǎng)分析
6.3.3 圍巖塑性區(qū)分步
6.3.4 初期支護(hù)結(jié)構(gòu)受力分析
6.4 本章小節(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
本文編號(hào):3642437
【文章來源】:東華理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 隧道圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
1.2.2 隧道圍巖壓力計(jì)算方法研究現(xiàn)狀
1.2.3 隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用關(guān)系研究現(xiàn)狀
1.3 主要研究?jī)?nèi)容
1.4 論文研究技術(shù)路線
2 隧道圍巖變形及其穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
2.1 隧道圍巖的變形與破壞
2.2 隧道圍巖的變形預(yù)測(cè)
2.2.1 回歸分析函數(shù)選取方法
2.2.2 回歸分析
2.3 隧道圍巖穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法
2.3.1 極限位移量法
2.3.2 變形速率和變形加速度法
2.3.3 允許位移量法
2.4 隧道圍巖穩(wěn)定性影響因素
2.4.1 工程地質(zhì)因素
2.4.2 工程施工因素
2.4.3 時(shí)間因素
2.5 維護(hù)隧道圍巖穩(wěn)定性的支護(hù)措施
2.5.1 維護(hù)隧道圍巖穩(wěn)定的基本原則
2.5.2 支護(hù)分類與注漿加固
2.6 本章小節(jié)
3 隧道圍巖壓力計(jì)算研究
3.1 現(xiàn)行規(guī)范中圍巖壓力的計(jì)算方法
3.1.1 隧道深、淺埋分界
3.1.2 深埋單洞隧道圍巖壓力計(jì)算
3.1.3 淺埋偏壓隧道圍巖壓力計(jì)算
3.2 考慮施工影響的淺埋偏壓小凈距隧道圍巖壓力計(jì)算
3.2.1 先行洞開挖
3.2.2 后行洞開挖
3.2.3 后行洞開挖后先行洞圍巖壓力
3.3 本章小節(jié)
4 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖相互作用的力學(xué)機(jī)理研究
4.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖作用原理
4.2 圍巖特征曲線建立
4.2.1 Hoke-Brown巖體強(qiáng)度準(zhǔn)則
4.2.2 圍巖特征曲線方程建立
4.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)特征曲線建立
4.3.1 錨桿支護(hù)特征曲線
4.3.2 鋼拱架支護(hù)特征曲線
4.3.3 噴射混凝土支護(hù)特征曲線
4.3.4 聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)特征曲線
4.4 隧道圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用分析
4.5 隧道圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性分析
4.6 本章小節(jié)
5 工程應(yīng)用
5.1 工程概述及場(chǎng)址工程地質(zhì)條件
5.1.1 工程概述
5.1.2 隧道場(chǎng)址工程地質(zhì)條件
5.1.3 隧道圍巖分級(jí)及工程地質(zhì)評(píng)價(jià)
5.2 隧道施工方案及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容
5.2.1 隧道施工方案
5.2.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容
5.2.3 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置
5.3 圍巖變形及其穩(wěn)定性分析
5.4 圍巖壓力特征分析
5.4.1 圍巖壓力和接觸壓力隨時(shí)間變化特征
5.4.2 圍巖壓力和接觸壓力空間分布特征
5.4.3 圍巖壓力理論計(jì)算值與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值對(duì)比分析
5.4.4 圍巖壓力影響因素分析
5.5 圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)作用效果分析
5.5.1 鋼拱架應(yīng)力特征分析
5.5.2 噴射混凝土應(yīng)力特征分析
5.6 支護(hù)時(shí)機(jī)以及支護(hù)剛度的確定
5.6.1 支護(hù)時(shí)機(jī)的確定
5.6.2 支護(hù)剛度的確定
5.6.3 組合支護(hù)作用效果分析
5.7 本章小節(jié)
6 開挖方法對(duì)隧道施工力學(xué)影響的數(shù)值模擬
6.1 FLAC3D基本原理
6.1.1 FLAC3D的基本特征
6.2 計(jì)算模型的建立
6.2.1 模型假設(shè)
6.2.2 CD法施工過程模擬
6.2.3 預(yù)留核心土法施工過程模擬
6.3 開挖方法對(duì)隧道施工力學(xué)的影響
6.3.1 圍巖位移場(chǎng)分析
6.3.2 圍巖應(yīng)力場(chǎng)分析
6.3.3 圍巖塑性區(qū)分步
6.3.4 初期支護(hù)結(jié)構(gòu)受力分析
6.4 本章小節(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
本文編號(hào):3642437
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