本文關(guān)鍵詞：寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)及穩(wěn)定性研究

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【摘要】：姜路嶺隧道處于海拔4300m以上的青藏高原,地理環(huán)境十分惡劣,在施工過程中發(fā)現(xiàn),隧道圍巖為寒區(qū)炭質(zhì)頁巖,巖性差,等級(jí)低,巖層暴露后極易風(fēng)化。隧道開挖后圍巖發(fā)生十分大的變形甚至出現(xiàn)大塌方等問題,最終結(jié)果造成工程進(jìn)度推遲和造價(jià)大幅度提高。隧道大變形問題一直以來就是隧道工程中十分難以解決的難題,還沒有很好的解決辦法。雖然目前有過關(guān)于大變形的相關(guān)研究,但研究的內(nèi)容還比較少,并且都是針對(duì)一般地區(qū)隧道大變形的研究,對(duì)高海拔高寒區(qū)隧道大變形問題的研究更是鳳毛麟角,因此在隧道設(shè)計(jì)和施工中,只能依靠經(jīng)驗(yàn)、工程類比和對(duì)在施工中監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的分析,通過改變施工方法或支護(hù)參數(shù)來解決,但是這樣在工程前期,如果采用的施工方法不合理或支護(hù)參數(shù)過小,在施工中存在很大的安全隱患。為了解決巖性為寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道大變形容易造成塌方的問題,為以后具有同樣圍巖性質(zhì)的隧道工程的設(shè)計(jì)施工提供參考和依據(jù),在此以姜路嶺隧道工程為依托,對(duì)寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道開展相關(guān)研究。首先對(duì)寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道圍巖壓力計(jì)算公式進(jìn)行探討,通過總結(jié)現(xiàn)有圍巖壓力的計(jì)算方法,選擇出適合深埋隧道圍巖壓力的計(jì)算方法,利用選出的計(jì)算方法分別對(duì)寒區(qū)炭質(zhì)頁巖圍巖壓力進(jìn)行計(jì)算。之后利用測(cè)量數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬得出深埋段的圍巖壓力范圍,與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,以計(jì)算結(jié)果最接近分析出的圍巖壓力的計(jì)算公式為基礎(chǔ),對(duì)公式中參數(shù)適當(dāng)優(yōu)化,最后運(yùn)用另外同類隧道的測(cè)量數(shù)據(jù)和模擬不同開挖寬度時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)修改后的參數(shù)進(jìn)一步驗(yàn)證。然后對(duì)寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道支護(hù)參數(shù)進(jìn)行分析,在經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范的基礎(chǔ)之上,選出適合寒區(qū)炭質(zhì)頁巖支護(hù)的超前支護(hù)、錨噴支護(hù)、鋼拱架等參數(shù)的大致范圍,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù),對(duì)得出的范圍進(jìn)行優(yōu)化,運(yùn)用數(shù)據(jù)模擬對(duì)原支護(hù)參數(shù)和優(yōu)化后參數(shù)下的支護(hù)效果進(jìn)行對(duì)比。之后考慮二次襯砌的安全儲(chǔ)備,假定所有荷載僅由二次襯砌承擔(dān),分別運(yùn)用荷載結(jié)構(gòu)法和地層結(jié)構(gòu)法對(duì)二襯受力計(jì)算,選擇最不利受力狀態(tài)進(jìn)行強(qiáng)度校核。最后對(duì)圍巖穩(wěn)定性分析,依據(jù)測(cè)量的圍巖沉降和收斂數(shù)據(jù),分析出圍巖破壞時(shí)的沉降收斂總量和日變化速率臨界值,得出圍巖最終是否穩(wěn)定的判斷依據(jù)。另外,分析影響圍巖穩(wěn)定性的因素以及給出處理措施的建議,為以后隧道工程實(shí)踐提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：寒區(qū) 炭質(zhì)頁巖 圍巖壓力 支護(hù)參數(shù) 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U455.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 研究背景及意義9-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 工程介紹13-19
• 1.3.1 工程地質(zhì)水文概況13-16
• 1.3.2 原工程設(shè)計(jì)概況16-17
• 1.3.3 工程圍巖參數(shù)測(cè)試17-19
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及方法19-21
• 1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容19
• 1.4.2 主要研究方法19-21
• 第二章 寒區(qū)炭質(zhì)頁巖圍巖壓力計(jì)算方法探討21-32
• 2.1 概述21-24
• 2.1.1 圍巖壓力綜述21
• 2.1.2 圍巖壓力計(jì)算方法總結(jié)21-24
• 2.2 圍巖壓力計(jì)算24-25
• 2.3 數(shù)據(jù)分析25-31
• 2.3.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量圍巖壓力數(shù)據(jù)分析25-28
• 2.3.2 數(shù)值模擬分析28-29
• 2.3.3 公式參數(shù)優(yōu)化29-31
• 2.4 小結(jié)31-32
• 第三章 寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道支護(hù)參數(shù)研究32-55
• 3.1 超前支護(hù)參數(shù)分析32-34
• 3.1.1 超前支護(hù)結(jié)構(gòu)形式選擇33-34
• 3.1.2 超前小導(dǎo)管長度確定34
• 3.2 錨桿支護(hù)參數(shù)分析34-40
• 3.2.1 錨桿長度確定34-38
• 3.2.2 錨桿直徑、間距確定38-39
• 3.2.3 數(shù)值模擬分析39-40
• 3.3 噴射混凝土參數(shù)分析40-44
• 3.3.1 噴射混凝土厚度確定40-41
• 3.3.2 噴射混凝土強(qiáng)度確定41-43
• 3.3.3 數(shù)值模擬分析43-44
• 3.4 鋼支撐支護(hù)參數(shù)分析44-47
• 3.4.1 鋼支撐概述44
• 3.4.2 鋼支撐支護(hù)參數(shù)選擇44-47
• 3.4.3 數(shù)值模擬分析47
• 3.5 仰拱參數(shù)分析47-49
• 3.5.1 仰拱參數(shù)分析47-48
• 3.5.2 數(shù)值模擬分析48-49
• 3.6 二次襯砌拱部參數(shù)分析49-54
• 3.6.1 二次襯砌拱部形狀選擇49-50
• 3.6.2 二次襯砌厚度選擇50-51
• 3.6.3 二次襯砌混凝土強(qiáng)度校核51-54
• 3.7 小結(jié)54-55
• 第四章 寒區(qū)炭質(zhì)頁巖隧道穩(wěn)定性分析55-64
• 4.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)分析55-58
• 4.1.1 沉降收斂數(shù)據(jù)分析55-57
• 4.1.2 沉降速率及收斂速率分析57-58
• 4.2 數(shù)據(jù)模擬對(duì)比分析58-59
• 4.3 影響隧道圍巖穩(wěn)定性的因素及控制措施59-63
• 4.3.1 內(nèi)在因素59-61
• 4.3.2 外部因素61-63
• 4.4 小結(jié)63-64
• 第五章 結(jié)論與展望64-66
• 5.1 結(jié)論64-65
• 5.2 展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-69
• 附表69-75
• 附表1 隧道各斷面沉降量及收斂69-71
• 附表2 隧道各斷面沉降速率及收斂速率71-75
• 攻讀學(xué)位期間取得的成果75

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