山嶺隧道富水破碎帶圍巖穩(wěn)定性分析
發(fā)布時間：2020-07-10 00:54
【摘要】：我國是一個多山國家,在構建全國交通網時,具有穿山功能的隧道是不可缺少的一部分,在山嶺隧道的開挖過程中,經常碰到發(fā)育良好的斷層破碎帶以及地下水,斷層破碎帶中巖體狀態(tài)多為碎塊狀,當隧道開挖通過此處時,產生擾動,巖體中應力發(fā)生二次重分布,加上地下水的滲流作用,兩者相互影響,給隧道的開挖帶來了諸多困難,時常引發(fā)隧道坍塌、涌水、突泥等不良地質現(xiàn)象。本文以廣東省揭惠高速小北山1號隧道為工程背景,采用了理論分析、現(xiàn)場監(jiān)測及數(shù)值模擬的研究方法,進行了山嶺隧道富水破碎帶圍巖穩(wěn)定性分析。采用巖體滲流、流固耦合理論,研究地下水的滲流形式及常用的三種水力耦合模型,對地層中滲流場與應力場的耦合作用進行理論分析;運用FLAC3D分析軟件,對小北山1號隧道建立三維數(shù)值分析模型;結合滲流場與應力場的耦合作用,分析不同等級圍巖的初支效果以及不同開挖工法、不同注漿條件、不同傾角破碎帶對圍巖穩(wěn)定性的影響�；谑┕がF(xiàn)場監(jiān)測獲取的數(shù)據及數(shù)值模擬中所提取的數(shù)據,對比分析孔隙水壓力場、應力場、位移場以及數(shù)據曲線圖,研究了不同條件下滲流場的分布以及圍巖受到的影響;將監(jiān)測數(shù)據與模擬數(shù)據對比,分析了監(jiān)測結果與數(shù)值模擬結果之間的差異。研究結果表明:隧道初期支護效果與圍巖等級密切相關,圍巖等級越低,初期支護效果越顯著。隧道開挖選擇的工法影響圍巖孔隙水壓力場的分布、應力及位移的變化過程。超前注漿加固具有良好的阻水防滲作用,對于隧道附近孔隙水壓力場影響明顯,注漿區(qū)滲透系數(shù)越小、厚度越大,阻水能力越強,但效果逐漸降低,在隧道開挖過程中,要綜合考慮相關因素,選用合適的注漿參數(shù)。地層中破碎帶傾角對地下水的流動有導向作用,影響隧道周圍圍巖的應力及位移分布情況。以上研究所得結論對實際山嶺隧道通過富水破碎帶時的施工安排有一定參考價值。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U452.12
【圖文】：
地下空間的開發(fā)對于地球空間的利用顯得愈加重要，作為地下空間的典型工程之一，隧道不僅是交通運輸中必不可少的一環(huán)，其建設過程也是對地下空間的開發(fā)經驗的累積。我國山嶺星羅棋布，面積占國土總面積六成以上，為了建設起可以連接全國各地的交通網，山嶺隧道成千上萬，這是人們的生活所需。所以，隧道工程擁有重要的研究意義，其方案設計、施工方法、超前鉆探、施工監(jiān)測等方面都有探討的必要性。作為人們日常生活的基礎設施之一，隧道處處可見，但建設起來卻困難重重，如被稱為“中國最難隧道”的大柱山隧道，穿越橫斷山脈，由于復雜的軟巖地質，頻發(fā)的突泥、涌水現(xiàn)象，導致工期從 5 年半延長到 8 年，之后調整到 13 年，難度驚人。隧道建設情況復雜，坍塌、涌水等不良地質現(xiàn)象時常出現(xiàn)，隧道建設是一項隱蔽工程建設，在隧道前方地質情況不明，無法直接觀察，盡管如今勘察手段眾多，TSP、地質雷達、紅外探水等超前預報方法也被普遍應用，但仍難以完全查明隧道前方的特殊地質或異常構造帶，探查結果與實際情況出現(xiàn)差異。
地下空間的開發(fā)對于地球空間的利用顯得愈加重要，作為地下空間的典型工程之一，隧道不僅是交通運輸中必不可少的一環(huán)，其建設過程也是對地下空間的開發(fā)經驗的累積。我國山嶺星羅棋布，面積占國土總面積六成以上，為了建設起可以連接全國各地的交通網，山嶺隧道成千上萬，這是人們的生活所需。所以，隧道工程擁有重要的研究意義，其方案設計、施工方法、超前鉆探、施工監(jiān)測等方面都有探討的必要性。作為人們日常生活的基礎設施之一，隧道處處可見，但建設起來卻困難重重，如被稱為“中國最難隧道”的大柱山隧道，穿越橫斷山脈，由于復雜的軟巖地質，頻發(fā)的突泥、涌水現(xiàn)象，導致工期從 5 年半延長到 8 年，之后調整到 13 年，難度驚人。隧道建設情況復雜，坍塌、涌水等不良地質現(xiàn)象時常出現(xiàn)，隧道建設是一項隱蔽工程建設，在隧道前方地質情況不明，無法直接觀察，盡管如今勘察手段眾多，TSP、地質雷達、紅外探水等超前預報方法也被普遍應用，但仍難以完全查明隧道前方的特殊地質或異常構造帶，探查結果與實際情況出現(xiàn)差異。
圖 1-3 破碎巖體滲流模型圖乙一[12]對試刀山隧道進行了建模分析，采用了 CD 法施工，對整個隧道的過程進行了彈塑性計算分析，并對斷面監(jiān)測點圍巖位移進行了研究，在定義時，使用了廣義 H-B 強度準則，相較于 M-C 強度準則較更好的反映出了巖規(guī)律。寶福[13]等人以湖北谷竹高速宴家隧道為工程背景，分析了注漿加固工藝，重管無收縮雙液 WSS 工法，改良土壤，增加土壤自身強度和止水效果，使QUS 軟件進行模擬，施工方案采用雙側壁導坑法，模擬結果與實測結果進行肯定了二重管無收縮雙液 WSS 工法的可行性。在泉[14]等人以青黃海底隧道為工程背景，利用有限元的分析方法探討了當破碎帶位置時，注漿前后圍巖的穩(wěn)定性，采用“荷載-結構法”得出了襯砌的，用彈性約束來模擬圍巖和襯砌之間的作用，將襯砌結構設為梁單元，結果
本文編號：2748231
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U452.12
【圖文】：
地下空間的開發(fā)對于地球空間的利用顯得愈加重要，作為地下空間的典型工程之一，隧道不僅是交通運輸中必不可少的一環(huán)，其建設過程也是對地下空間的開發(fā)經驗的累積。我國山嶺星羅棋布，面積占國土總面積六成以上，為了建設起可以連接全國各地的交通網，山嶺隧道成千上萬，這是人們的生活所需。所以，隧道工程擁有重要的研究意義，其方案設計、施工方法、超前鉆探、施工監(jiān)測等方面都有探討的必要性。作為人們日常生活的基礎設施之一，隧道處處可見，但建設起來卻困難重重，如被稱為“中國最難隧道”的大柱山隧道，穿越橫斷山脈，由于復雜的軟巖地質，頻發(fā)的突泥、涌水現(xiàn)象，導致工期從 5 年半延長到 8 年，之后調整到 13 年，難度驚人。隧道建設情況復雜，坍塌、涌水等不良地質現(xiàn)象時常出現(xiàn)，隧道建設是一項隱蔽工程建設，在隧道前方地質情況不明，無法直接觀察，盡管如今勘察手段眾多，TSP、地質雷達、紅外探水等超前預報方法也被普遍應用，但仍難以完全查明隧道前方的特殊地質或異常構造帶，探查結果與實際情況出現(xiàn)差異。
地下空間的開發(fā)對于地球空間的利用顯得愈加重要，作為地下空間的典型工程之一，隧道不僅是交通運輸中必不可少的一環(huán)，其建設過程也是對地下空間的開發(fā)經驗的累積。我國山嶺星羅棋布，面積占國土總面積六成以上，為了建設起可以連接全國各地的交通網，山嶺隧道成千上萬，這是人們的生活所需。所以，隧道工程擁有重要的研究意義，其方案設計、施工方法、超前鉆探、施工監(jiān)測等方面都有探討的必要性。作為人們日常生活的基礎設施之一，隧道處處可見，但建設起來卻困難重重，如被稱為“中國最難隧道”的大柱山隧道，穿越橫斷山脈，由于復雜的軟巖地質，頻發(fā)的突泥、涌水現(xiàn)象，導致工期從 5 年半延長到 8 年，之后調整到 13 年，難度驚人。隧道建設情況復雜，坍塌、涌水等不良地質現(xiàn)象時常出現(xiàn)，隧道建設是一項隱蔽工程建設，在隧道前方地質情況不明，無法直接觀察，盡管如今勘察手段眾多，TSP、地質雷達、紅外探水等超前預報方法也被普遍應用，但仍難以完全查明隧道前方的特殊地質或異常構造帶，探查結果與實際情況出現(xiàn)差異。
圖 1-3 破碎巖體滲流模型圖乙一[12]對試刀山隧道進行了建模分析，采用了 CD 法施工，對整個隧道的過程進行了彈塑性計算分析，并對斷面監(jiān)測點圍巖位移進行了研究，在定義時，使用了廣義 H-B 強度準則，相較于 M-C 強度準則較更好的反映出了巖規(guī)律。寶福[13]等人以湖北谷竹高速宴家隧道為工程背景，分析了注漿加固工藝，重管無收縮雙液 WSS 工法，改良土壤，增加土壤自身強度和止水效果，使QUS 軟件進行模擬，施工方案采用雙側壁導坑法，模擬結果與實測結果進行肯定了二重管無收縮雙液 WSS 工法的可行性。在泉[14]等人以青黃海底隧道為工程背景，利用有限元的分析方法探討了當破碎帶位置時，注漿前后圍巖的穩(wěn)定性，采用“荷載-結構法”得出了襯砌的，用彈性約束來模擬圍巖和襯砌之間的作用，將襯砌結構設為梁單元，結果
【參考文獻】
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本文編號：2748231
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