石膏巖體是一種對水敏感性強(qiáng)的巖體,會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生膨脹作用,進(jìn)而影響二襯結(jié)構(gòu)的受力與變形,危害隧道的建設(shè)與運(yùn)營。基于此,本文依托禮讓隧道工程,分析了石膏巖體的內(nèi)部膨脹機(jī)理作用,模擬研究了石膏地層的膨脹作用對隧道二襯結(jié)構(gòu)的影響,得到了一些結(jié)論,旨在對類似的施工設(shè)計(jì)提出建議,指導(dǎo)施工。本文以禮讓隧道為工程背景,介紹了石膏巖層的具體施工修建工程技術(shù)應(yīng)用,確定了膨脹圍巖的分級(jí),指明了在關(guān)鍵部位下發(fā)生病害的處理措施。并且從石膏的內(nèi)部提出了石膏膨脹作用機(jī)制,從源頭上提出了石膏巖的膨脹原因與影響膨脹作用的因素。接著,本文建立了平面彈塑性模型,在基于假定的基礎(chǔ)上,提出了一些結(jié)論,如下:(1)膨脹作用對二襯的拱頂與拱底都會(huì)產(chǎn)生影響,增加拱頂?shù)南鲁林蹬c拱底的隆起值,但是在隧道底部設(shè)置仰拱,會(huì)減少底鼓位移值的大小,因而在膨脹巖中修建隧道,設(shè)置仰拱會(huì)改善底鼓現(xiàn)象。(2)設(shè)計(jì)斷面的拱腳處有等效應(yīng)力最大值且分布有等效應(yīng)力最大值區(qū),說明了石膏膨脹性巖層的危險(xiǎn)區(qū)域在兩側(cè)拱腳處。因此斷面的設(shè)計(jì)應(yīng)保證拱腳處的鏈接平順,且對拱腳要進(jìn)行二次襯砌的加強(qiáng)設(shè)計(jì),確保拱腳處的安全。(3)對于隧道建筑限界基本相同的深仰拱斷面與一般仰拱隧道設(shè)計(jì)斷面來說,在石膏的膨脹作用前后,深仰拱斷面在二襯受力(包括主應(yīng)力、軸力、彎矩)、仰拱隆起值、拱頂沉降值、圍巖等效應(yīng)力、塑性區(qū)等方面表現(xiàn)較好。且在石膏膨脹作用后,深仰拱斷面的位移增加值較小,受力分布均勻,使二襯與周邊圍巖的受力更加合理。但是其開挖量較大,因此結(jié)合實(shí)際石膏巖工程應(yīng)用,提出了既能保證工程安全又能節(jié)約成本的合適隧道斷面。(4)在膨脹作用一定的情況下,錨桿支護(hù)的長度越長,二襯與周圍圍巖的共同變形所產(chǎn)生的位移值、應(yīng)變值越小。但并不是說越長越好,錨桿太長除造成材料與經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)外,所起到的效果并不大。因此,應(yīng)確定合理的錨桿長度。
【學(xué)位單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U455.91
【部分圖文】：

第四章 石膏巖膨脹作用對隧道結(jié)構(gòu)的影響分析與非膨脹性巖層相比，石膏膨脹性巖地層在二襯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面有特殊的結(jié)構(gòu)方式，可以保證結(jié)構(gòu)物更加受力合理與安全穩(wěn)定，這種特殊點(diǎn)就在于對二襯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。本章重點(diǎn)討論二次襯砌的斷面形式、膨脹作用大小及錨桿的長度方面進(jìn)行優(yōu)化分析。4.1 考慮膨脹作用的隧道斷面研究隧道斷面設(shè)計(jì)是一項(xiàng)最基本的設(shè)計(jì)工作，它要求在滿足建筑限界的基礎(chǔ)上，可以適當(dāng)?shù)男∫恍梢允购笃诘乃淼朗┕p少開挖量，節(jié)約成本。因此，本節(jié)考慮在膨脹作用下研究隧道的斷面形式，在保證安全與經(jīng)濟(jì)合理的情況下，選出合理的隧道斷面形式。本節(jié)探討了在滿足隧道凈空及上部斷面面積相同的條件下，隧道斷面形式分別為無仰拱的斷面形式（PlanA）、有一定拱率仰拱的斷面形式（Plan B）、深仰拱形式的斷面形式（Plan C）的研究。如圖 4-1：

隧道斷面的整體計(jì)算模型

二襯 C30 31 0.2 254.1.4 膨脹前的隧道斷面分析4.1.4.1 二襯結(jié)構(gòu)應(yīng)力現(xiàn)在來看一下不同斷面形式在相同的地質(zhì)條件、相同的材料、相同的施工方法上，其二襯的內(nèi)部應(yīng)力情況。如下圖 4-3 到圖 4-8：圖 4-3 PlanA 主應(yīng)力 σ1分布圖
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 岳全貴;李元松;陳銀生;李北星;;“灰包石”對隧道結(jié)構(gòu)的危害機(jī)理及防治措施研究[J];公路;2015年08期

2 唐清寬;王靜;吳銀亮;;石膏巖區(qū)隧道襯砌混凝土侵蝕機(jī)理分析及配合比設(shè)計(jì)[J];鐵道建筑;2015年06期

3 夏丁;湯晶;吳銀亮;;隧道石膏質(zhì)圍巖沉積環(huán)境及礦物組成分析[J];西南公路;2014年04期

4 周勇狄;賈艷領(lǐng);趙峰;;膨脹巖公路隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工穩(wěn)定性分析[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2014年04期

5 曾仲毅;徐幫樹;胡世權(quán);陳誠;;增濕條件下膨脹土隧道襯砌破壞數(shù)值分析[J];巖土力學(xué);2014年03期

6 王赟;;銅鑼山隧道穿越巖溶槽谷區(qū)施工研究[J];長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版);2014年04期

7 祝艷波;吳銀亮;余宏明;;隧道石膏質(zhì)圍巖強(qiáng)度特性試驗(yàn)研究[J];長江科學(xué)院院報(bào);2013年09期

8 鄧興安;龔倫;凌昊;;基于支護(hù)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)的鐵路隧道圍巖膨脹性分級(jí)方法[J];鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);2013年07期

9 潘澤球;章方正;萬飛;;中梁山隧道穿越石膏段施工技術(shù)研究[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2013年02期

10 張曉宇;;西寧地區(qū)第三系地層巖土工程特性及影響[J];鐵道工程學(xué)報(bào);2012年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 唐迎春;南寧膨脹巖與地鐵盾構(gòu)管片相互作用研究[D];廣西大學(xué);2013年

2 吳銀亮;石膏質(zhì)巖工程地質(zhì)特性及其對隧道混凝土結(jié)構(gòu)危害機(jī)制研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2013年

3 陳志敏;高地應(yīng)力軟巖隧道圍巖壓力研究和圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用機(jī)理分析[D];蘭州交通大學(xué);2012年

4 范臻輝;膨脹土地基脹縮特性及樁—土相互作用研究[D];中南大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 宋智琳;膨脹巖隧道隧底穩(wěn)定性研究[D];石家莊鐵道大學(xué);2016年

2 賀建軍;膨脹土深基坑開挖對臨近地鐵建筑變形控制的研究[D];西南交通大學(xué);2016年

3 張拳;干濕循環(huán)作用下?lián)魧?shí)膨脹土的土水特征及脹縮變形的試驗(yàn)研究[D];西南交通大學(xué);2016年

4 張雅倩;破損膨脹土干濕循環(huán)作用下裂隙演化規(guī)律和力學(xué)特性的試驗(yàn)研究[D];西南大學(xué);2016年

5 鄧高嶺;禮讓隧道石膏質(zhì)圍巖軟化機(jī)理及模型研究[D];重慶大學(xué);2015年

6 吳雪光;降雨入滲條件下膨脹土隧道力學(xué)響應(yīng)分析[D];華中科技大學(xué);2015年

7 張波;不同膨脹狀態(tài)下膨脹巖剪切蠕變試驗(yàn)研究[D];廣西大學(xué);2014年

8 楊麗冰;南寧膨脹巖地區(qū)盾構(gòu)壁后注漿材料試驗(yàn)研究[D];廣西大學(xué);2013年

9 徐欽鍵;膨脹性土質(zhì)隧道變形破壞模式與防治對策研究[D];山東大學(xué);2013年

10 魯?shù)梦?高速公路膨脹性泥巖隧道施工技術(shù)研究[D];蘭州交通大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2887962