本文關(guān)鍵詞：軟弱地層大斷面隧道施工工法與支護參數(shù)優(yōu)化研究

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【摘要】：軟弱地層大斷面隧道圍巖大多屬于軟弱破碎巖體,復(fù)雜的圍巖應(yīng)力分布及變形情況給隧道施工設(shè)計帶來了大量難題,對隧道施工安全性有很高的要求,如果工法選擇不當或者支護參數(shù)設(shè)計不合理,就有可能造成隧道塌方破壞。因此,研究軟弱地層大斷面隧道不同開挖工法和支護參數(shù)對圍巖變形、圍巖應(yīng)力的影響,具有重要而現(xiàn)實的意義。本文以吉圖琿鐵路客運專線富巖1號隧道為工程背景,通過國內(nèi)外隧道施工工法調(diào)研和數(shù)值模擬手段,對軟弱地層大斷面隧道施工方法和支護參數(shù)進行了研究,提出合理的施工方法與支護參數(shù),為今后類似的隧道施工提供借鑒。本文主要針對以下幾個方面進行研究：(1)通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻資料,了解軟弱地層大斷面隧道的發(fā)展現(xiàn)狀、相應(yīng)的施工方法與支護手段研究現(xiàn)狀,為本文的后續(xù)研究提供支持。(2)對軟弱地層大斷面隧道的常用施工方法進行論述,并對各種工法的適用性進行對比,通過對國內(nèi)外軟弱地層隧道施工方法實例的調(diào)研分析.結(jié)合實際施工設(shè)計資料,擬選用三臺階七步法與CD法作為兩種比選施工方案。(3)采用大型通用有限元軟件對軟弱地層大斷面隧道三臺階七步法和CD法開挖的施工過程進行數(shù)值模擬,對比分析兩種工法開挖施工過程中圍巖的應(yīng)力、位移以及整個支護結(jié)構(gòu)的受力特征,建議在此地層條件下采用三臺階七步法,為今后類似的隧道施工提供借鑒。(4)在采用三臺階七步法的基礎(chǔ)上,研究鋼拱架在不同型號、不同間距下的應(yīng)力情況,依據(jù)容許應(yīng)力法則,在滿足隧道施工安全性要求的前提下,選擇最合理的鋼拱架支護方案。研究管棚的參數(shù)變化對圍巖位移、圍巖應(yīng)力和管棚內(nèi)力的影響,選擇合理的管棚參數(shù)。通過對鋼拱架和管棚參數(shù)變化的研究,為今后類似地層條件下支護方案的選擇提供技術(shù)指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：軟弱地層 大斷面隧道 施工工法 支護參數(shù) 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.4
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 引言11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 軟弱地層大斷面隧道的發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 軟弱地層大斷面隧道施工方法研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 軟弱地層大斷面隧道支護方法研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 存在的問題16
• 1.4 本文的研究內(nèi)容16-19
• 2 軟弱地層隧道工法調(diào)研19-31
• 2.1 軟弱地層隧道常用工法19-28
• 2.1.1 臺階法19-23
• 2.1.2 單側(cè)壁導(dǎo)坑法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法23-25
• 2.1.3 中隔壁法25-28
• 2.2 軟巖隧道工程實例調(diào)研及分析28-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 3 軟弱地層隧道開挖工法對比研究31-53
• 3.1 工程概況31-32
• 3.2 計算模型及參數(shù)32-36
• 3.2.1 計算模型32-34
• 3.2.2 計算參數(shù)34-35
• 3.2.3 本構(gòu)關(guān)系35-36
• 3.3 計算結(jié)果及分析36-51
• 3.3.1 圍巖變形分析36-42
• 3.3.2 圍巖應(yīng)力分析42-48
• 3.3.3 管棚內(nèi)力分析48-49
• 3.3.4 拱架受力分析49-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 4 鋼拱架支護參數(shù)研究53-61
• 4.1 引言53
• 4.2 計算工況53
• 4.3 不同工況下鋼拱架應(yīng)力結(jié)果分析53-58
• 4.3.1 間距為0.6m拱架應(yīng)力結(jié)果分析55-56
• 4.3.2 間距為0.8m拱架應(yīng)力結(jié)果分析56
• 4.3.3 間距為1.0m拱架應(yīng)力結(jié)果分析56-57
• 4.3.4 間距為1.2m拱架應(yīng)力結(jié)果分析57-58
• 4.4 鋼拱架受力安全性分析58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 5 管棚支護參數(shù)研究61-79
• 5.1 引言61
• 5.2 管棚直徑61-69
• 5.3 管棚長度69-72
• 5.4 管棚間距72-77
• 5.5 本章小結(jié)77-79
• 6 結(jié)論與展望79-81
• 6.1 結(jié)論79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻81-85
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果85-89
• 學位論文數(shù)據(jù)集89

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