【摘要】：針對在建吉爾吉斯斯坦南北越嶺隧道按俄羅斯標準設計(根據(jù)普氏系數(shù)f進行圍巖分類)、吉爾吉斯斯坦國監(jiān)理,由中國建設方施工存在的執(zhí)行標準問題,以及隧道洞口段、洞口淺埋偏壓段施工穩(wěn)定性問題等進行系統(tǒng)分析和研究,主要進行的工作及取得的主要成果如下:(1)吉爾吉斯斯坦南北越嶺隧道依據(jù)俄羅斯規(guī)范以巖石的堅固性分類、由中國建設方施工、吉爾吉斯斯坦國家建設方為施工監(jiān)理進行施工管理。工程建設中施工方案的確定和審批等需要溝通不同體系和標準下的轉換問題,特別是俄國以巖石堅固性f為基礎的圍巖分級與中國以巖石基本質量指標BQ分級間的轉化。根據(jù)體積節(jié)理系數(shù)等效的原則,推導出了K_V和RQD之間的關系方程。同時根據(jù)單軸抗壓強度等效原則,推導出了BQ和f之間的關系方程。對得到的BQ和f之間的關系方程進行對比分析,得到BQ和f之間的關系方程。再根據(jù)工程巖體規(guī)范中建議的巖體各力學參數(shù)取值范圍,建立了巖體各力學參數(shù)與f之間關系的經驗公式,并將其應用于吉爾吉斯斯坦南北越嶺隧道。(2)針對隧道洞口段淺埋、偏壓、地質條件差,需要研究洞口段大管棚超前支護特性,確定大管棚支護參數(shù)。基于大管棚的簡化梁模型,考慮掌子面前方松動巖土體的支撐作用和初支的變形及變形滯后效應,對管棚梁模型進行改進,推導了管棚的撓度和內力計算公式。并將其應用于吉爾吉斯斯坦南北越嶺隧道。(3)針對隧道洞口段施工開挖參數(shù)的確定問題,以謝家杰淺埋隧道圍巖壓力計算模型為基礎,將二維模型擴展為三維模型,在保證掌子面和拱頂穩(wěn)定的前提下,推導了軟巖地層中淺埋隧道開挖進尺的計算公式。利用該公式分析了吉爾吉斯斯坦南北越嶺隧道采用臺階法的開挖進尺,并結合數(shù)值模擬分析得到最優(yōu)開挖進尺。(4)隧道洞口淺埋偏壓段洞頂覆蓋層薄弱,工程地質條件差,隧道支護結構除了受到坡體的偏壓力,還會受到由于隧道施工引起邊坡穩(wěn)定性改變的附加推力,這對于施工和結構的受力狀態(tài)十分不利,可能導致變形過大、施工困難和支護結構不安全。對處于潛在滑坡體內的淺埋偏壓隧道的圍巖壓力進行分析,在《鐵路隧道設計規(guī)范》提供的偏壓隧道圍巖壓力計算方法基礎上,考慮隧道側穿邊坡的穩(wěn)定性狀態(tài),提出了基于不平衡推力法的側穿邊坡淺埋偏壓隧道的圍巖壓力的計算法。并將其應用于吉爾吉斯斯坦南北越嶺隧道。
【圖文】：

面的穩(wěn)定性得到相應的提高[22]。Hisatake 和 Ohno 通過護隧道全斷面開挖的地表沉降比不采用預支護小四分ADINA進行數(shù)值模擬分析，揭示不同支護條件下的地表變測管棚變形和地表沉降進行驗證。李健[25]等通過數(shù)值面位置、循環(huán)進尺、管棚參數(shù)及巖體物理力學指標等，目前主要采用殼理論、Winkler 彈性地基梁理論和梁是把整個鋼管和注漿加固區(qū)簡化成殼體，用分析殼體的力。這種分析方法有可能導致計算結果偏于不安全，，因完全注漿，不能保證理論的注漿加固區(qū)全部都充滿漿液的整體性。并且殼體結構本身在數(shù)學上求解較為復雜，用較少。彈性地基梁理論把已經開挖支護的部分作為鋼管的有一而未開挖段的鋼管假定成 Winkler 彈性地基梁，從而按為分析。力學模型如圖 1.1 所示。

性地基梁理論把已經開挖支護的部分作為鋼管的有一定而未開挖段的鋼管假定成 Winkler 彈性地基梁，從而按照為分析。力學模型如圖 1.1 所示。圖 1.1 Winkler 彈性地基梁的力學模型示意圖日本的隧道工程建設中發(fā)展起來的并得到了廣泛的應用，常用方法。該理論把等效鋼管作為兩端簡支的靜定梁或者一端固定的超靜定梁，采用結構力學的方法直接計算鋼管計算方法的優(yōu)點簡單便捷，易于一般的工程人員掌握，缺導致不能充分反映管棚的力學行為和掌子面前方松動土的式和力學模型如圖 1.2 所示。
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U455.4

【參考文獻】

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本文編號：2699103