淺埋偏壓高鐵隧道圍巖變形與控制技術
發(fā)布時間：2021-02-26 03:53
高速鐵路隧道修建過程中,隧道的設計與施工受線路走向、地形地貌、地質環(huán)境等因素制約,淺埋偏壓隧道設計方案常常被采用。淺埋偏壓隧道圍巖一般軟弱破碎、穩(wěn)定性較差、地質條件復雜等,隧道開挖后巖體難以形成自然承載拱,且圍巖壓力呈不對稱性,支護結構承受偏壓荷載,在施工過程中易發(fā)生圍巖大變形或坍塌事故。本文以新大力寺隧道為工程依托,對淺埋偏壓隧道施工圍巖變形規(guī)律和控制措施進行相關研究得到以下結論:（1）通過對典型斷面現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)分析,淺埋偏壓隧道圍巖變形具有較強的時空分布特征,在時間效應方面,圍巖初期變形量較大及變形發(fā)展較快,變形曲線在開挖過程中出現(xiàn)跳躍式波動;在空間效應方面,隨著開挖的向前推進,圍巖變形逐漸減小,初期支護封閉成環(huán)后,一般在23倍洞徑距離圍巖變形趨于穩(wěn)定;另外,受偏壓影響圍巖變形呈明顯不對稱性,深埋側變形量大于淺埋側。（2）運用FLAC3D模擬軟件,對中隔壁法、三臺階法、三臺階預留核心土法開挖過程進行模擬,結果表明上臺階開挖對拱頂變形影響較大,占總變形量的50%60%左右,最大水平位移量發(fā)生在拱腰位置,最大主應力分布情...
【文章來源】：西南科技大學四川省
【文章頁數(shù)】：115 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
論文研究技術路線
西南科技大學安全工程碩士專業(yè)學位論文道特征及圍巖壓力分析道工程概況新建商丘至合肥至杭州高速鐵路單洞雙區(qū)境內，隧道起點里程 DK445+838，終級圍巖 542m，Ⅳ級圍巖 953m，Ⅴ級，最大埋深約 30m,最小埋深約 5m高速鐵路隧道。隧道進口里程 DK445它地段位于直線上；隧道全線以 3‰見圖 2-1 所示。
<β<70o時，隧道中巖層傾斜一側有可能產(chǎn)生順層滑動。如圖 2-4 所示。②巖體斷裂構造。巖層斷裂帶巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育較好，巖石整體性較差，強度較低。一般呈塊石、角礫、斷層泥狀或夾雜其他充填物，在地下水發(fā)育條件下，圍巖容易發(fā)生坍塌，斷裂面的傾角在 20o~70o時形成偏壓。如圖 2-5 所示。③褶皺構造偏壓。受強構造應力場作用，巖體產(chǎn)生彎曲，但未喪失連續(xù)性構造。應力場的方向沿褶皺地層的切線方向，隧道處于不同位置會受到不同應力場作用，位于褶皺帶和褶曲軸部的巖土體松軟破碎，且向斜軸部的次生張裂隙易形成楔形巖塊掉落，造成隧道承受偏壓荷載。如圖 2-6 所示。④軟硬巖性不均勻偏壓。軟硬相間及彈性抗力不均的巖層
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于摩爾-庫侖準則的膨脹土彈塑性本構模型及其數(shù)值實現(xiàn)[J]. 李朝陽,謝強,康景文,趙夢怡,郭永春. 土木建筑與環(huán)境工程. 2017(02)
[2]土壓力系數(shù)與摩爾庫侖強度準則內在聯(lián)系研究[J]. 李風增. 山西建筑. 2017(08)
[3]中國高速鐵路隧道的發(fā)展及規(guī)劃[J]. 趙勇,田四明,孫毅. 隧道建設. 2017(01)
[4]淺埋偏壓隧道圍巖松動圈的影響因素分析[J]. 謝小魚. 中外公路. 2016(04)
[5]淺埋偏壓隧道襯砌受力特征及破壞機制試驗研究[J]. 雷明鋒,彭立敏,施成華,王立川,劉正初. 中南大學學報(自然科學版). 2013(08)
[6]廣義摩爾庫侖模型及其在FLAC3D中的實現(xiàn)[J]. 樂家根,曹平,蒲成志,汪亦顯. 鐵道科學與工程學報. 2012(03)
[7]淺埋偏壓隧道圍巖漸進破壞機制分析[J]. 鄧之友,彭立敏,劉正初. 隧道建設. 2012(02)
[8]公路雙連拱隧道開挖方法的數(shù)值模擬研究[J]. 王文正,夏永旭,胡慶安. 中外公路. 2011(05)
[9]淺埋偏壓隧道洞口段合理開挖工序及受力特征分析[J]. 劉小軍,張永興. 巖石力學與工程學報. 2011(S1)
[10]FLAC在地鐵隧道數(shù)值模擬中的應用[J]. 王鐵男,郝哲. 沈陽大學學報. 2010(01)
博士論文
[1]隧道軟弱圍巖變形機制與控制技術研究[D]. 趙勇.北京交通大學 2012
[2]軟弱圍巖隧道變形特征與控制技術研究[D]. 李文江.西南交通大學 2012
碩士論文
[1]基于交往理論的高速鐵路全社會價值研究[D]. 陳楠.北京交通大學 2017
[2]淺埋偏壓小凈距隧道開挖力學效應及不對稱支護研究[D]. 周云.重慶大學 2014
[3]大跨度隧道入口淺埋偏壓段開挖過程數(shù)值模擬分析與監(jiān)控量測[D]. 嚴濟陽.江西理工大學 2012
[4]大偏壓隧道超淺埋段穿越方案優(yōu)化研究[D]. 方金炳.重慶大學 2012
[5]火郎峪隧道淺埋偏壓段施工監(jiān)控量測與分析[D]. 張鵬.長安大學 2011
[6]高地應力復雜地質條件下巷道錨噴支護的數(shù)值模擬及優(yōu)化研究[D]. 龍剛.安徽建筑工業(yè)學院 2011
[7]雅瀘高速公路某隧道偏壓段數(shù)值模擬及監(jiān)控量測技術研究[D]. 張守成.西南石油大學 2010
[8]馬鞍山淺埋隧道圍巖壓力監(jiān)控量測研究[D]. 戴武奎.吉林大學 2007
[9]基于正交試驗設計的淺埋偏壓隧道有限元分析[D]. 唐純勇.長安大學 2006
本文編號：3052020
【文章來源】：西南科技大學四川省
【文章頁數(shù)】：115 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
論文研究技術路線
西南科技大學安全工程碩士專業(yè)學位論文道特征及圍巖壓力分析道工程概況新建商丘至合肥至杭州高速鐵路單洞雙區(qū)境內，隧道起點里程 DK445+838，終級圍巖 542m，Ⅳ級圍巖 953m，Ⅴ級，最大埋深約 30m,最小埋深約 5m高速鐵路隧道。隧道進口里程 DK445它地段位于直線上；隧道全線以 3‰見圖 2-1 所示。
<β<70o時，隧道中巖層傾斜一側有可能產(chǎn)生順層滑動。如圖 2-4 所示。②巖體斷裂構造。巖層斷裂帶巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育較好，巖石整體性較差，強度較低。一般呈塊石、角礫、斷層泥狀或夾雜其他充填物，在地下水發(fā)育條件下，圍巖容易發(fā)生坍塌，斷裂面的傾角在 20o~70o時形成偏壓。如圖 2-5 所示。③褶皺構造偏壓。受強構造應力場作用，巖體產(chǎn)生彎曲，但未喪失連續(xù)性構造。應力場的方向沿褶皺地層的切線方向，隧道處于不同位置會受到不同應力場作用，位于褶皺帶和褶曲軸部的巖土體松軟破碎，且向斜軸部的次生張裂隙易形成楔形巖塊掉落，造成隧道承受偏壓荷載。如圖 2-6 所示。④軟硬巖性不均勻偏壓。軟硬相間及彈性抗力不均的巖層
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于摩爾-庫侖準則的膨脹土彈塑性本構模型及其數(shù)值實現(xiàn)[J]. 李朝陽,謝強,康景文,趙夢怡,郭永春. 土木建筑與環(huán)境工程. 2017(02)
[2]土壓力系數(shù)與摩爾庫侖強度準則內在聯(lián)系研究[J]. 李風增. 山西建筑. 2017(08)
[3]中國高速鐵路隧道的發(fā)展及規(guī)劃[J]. 趙勇,田四明,孫毅. 隧道建設. 2017(01)
[4]淺埋偏壓隧道圍巖松動圈的影響因素分析[J]. 謝小魚. 中外公路. 2016(04)
[5]淺埋偏壓隧道襯砌受力特征及破壞機制試驗研究[J]. 雷明鋒,彭立敏,施成華,王立川,劉正初. 中南大學學報(自然科學版). 2013(08)
[6]廣義摩爾庫侖模型及其在FLAC3D中的實現(xiàn)[J]. 樂家根,曹平,蒲成志,汪亦顯. 鐵道科學與工程學報. 2012(03)
[7]淺埋偏壓隧道圍巖漸進破壞機制分析[J]. 鄧之友,彭立敏,劉正初. 隧道建設. 2012(02)
[8]公路雙連拱隧道開挖方法的數(shù)值模擬研究[J]. 王文正,夏永旭,胡慶安. 中外公路. 2011(05)
[9]淺埋偏壓隧道洞口段合理開挖工序及受力特征分析[J]. 劉小軍,張永興. 巖石力學與工程學報. 2011(S1)
[10]FLAC在地鐵隧道數(shù)值模擬中的應用[J]. 王鐵男,郝哲. 沈陽大學學報. 2010(01)
博士論文
[1]隧道軟弱圍巖變形機制與控制技術研究[D]. 趙勇.北京交通大學 2012
[2]軟弱圍巖隧道變形特征與控制技術研究[D]. 李文江.西南交通大學 2012
碩士論文
[1]基于交往理論的高速鐵路全社會價值研究[D]. 陳楠.北京交通大學 2017
[2]淺埋偏壓小凈距隧道開挖力學效應及不對稱支護研究[D]. 周云.重慶大學 2014
[3]大跨度隧道入口淺埋偏壓段開挖過程數(shù)值模擬分析與監(jiān)控量測[D]. 嚴濟陽.江西理工大學 2012
[4]大偏壓隧道超淺埋段穿越方案優(yōu)化研究[D]. 方金炳.重慶大學 2012
[5]火郎峪隧道淺埋偏壓段施工監(jiān)控量測與分析[D]. 張鵬.長安大學 2011
[6]高地應力復雜地質條件下巷道錨噴支護的數(shù)值模擬及優(yōu)化研究[D]. 龍剛.安徽建筑工業(yè)學院 2011
[7]雅瀘高速公路某隧道偏壓段數(shù)值模擬及監(jiān)控量測技術研究[D]. 張守成.西南石油大學 2010
[8]馬鞍山淺埋隧道圍巖壓力監(jiān)控量測研究[D]. 戴武奎.吉林大學 2007
[9]基于正交試驗設計的淺埋偏壓隧道有限元分析[D]. 唐純勇.長安大學 2006
本文編號：3052020
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