隨著我國高鐵建設(shè)的發(fā)展,長大隧道的規(guī)模逐漸增大,需求逐漸增多。而在長大隧道施工過程中,由于隧道的埋深較深、穿過山體的長度較長而帶來的工程問題也逐漸顯露,亟待解決,尤其對于軟弱圍巖隧道。由于軟弱圍巖穩(wěn)定性差、承載能力弱、易產(chǎn)生大變形等問題給軟弱圍巖隧道的施工帶來了極大的困難。本文針對堡鎮(zhèn)隧道分析軟弱圍巖隧道的破壞機理;在確定該隧道的屈服準(zhǔn)則以及工程參數(shù)的基礎(chǔ)上,建立二、三維有限元分析模型。從圍巖地層的初始平衡狀態(tài)到對隧道開挖完成之后,分別從圍巖的變形和應(yīng)力、支護的變形和應(yīng)力分布等角度進行對比分析。本文以宜萬鐵路堡鎮(zhèn)隧道軟弱圍巖段為工程背景,采用大型有限元軟件ANSYS建立三臺階、CD、CRD有限元模型,針對洞周的位移、支護變形、應(yīng)力場分布等進行研究分析。計算結(jié)果表明:臺階長度、高度以及循環(huán)進尺是影響施工安全性的重要因素。最終通過對比分析可知:對于堡鎮(zhèn)隧道,臺階法參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果是開挖進尺采用1 m,臺階高度為上臺階高度3.5 m,中臺階高度3 m,臺階長度為上臺階長度9 m,中臺階長度9 m時最為合理,該結(jié)果可以為同堡鎮(zhèn)隧道類似的工程提供一定的參考。其次,針對初期支護在軟弱圍巖隧道施工中起... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究意義
    1.2 軟弱圍巖隧道的變形機理研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 軟弱圍巖隧道施工現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容和研究方法
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法
第二章 宜萬鐵路堡鎮(zhèn)嶺隧道工程概況
    2.1 堡鎮(zhèn)隧道工程概況
    2.2 工程水文地質(zhì)
    2.3 環(huán)境評價
        2.3.1 地質(zhì)評價
        2.3.2 水土性質(zhì)評價
    2.4 軟弱圍巖隧道特點
        2.4.1 軟弱圍巖主要工程地質(zhì)特點
        2.4.2 軟弱圍巖的變形與破壞特性
    2.5 隧道施工開挖方法簡介
    2.6 本章小結(jié)
第三章 堡鎮(zhèn)隧道軟弱圍巖施工數(shù)值模擬分析
    3.1 概述
    3.2 有限元分析步驟圖
        3.2.1 有限元計算分析過程
        3.2.2 ANSYS計算原理
    3.3 隧道設(shè)計參數(shù)
        3.3.1 計算采用的材料屈服準(zhǔn)則
        3.3.2 建立三維開挖模型
    3.4 軟弱圍巖隧道不同開挖工法有限元數(shù)值模擬
        3.4.1 軟弱圍巖隧道開挖原則及開挖方案
        3.4.2 建立不同開挖方法的有限元模型
    3.5 軟弱圍巖淺埋隧道施工變形分析
        3.5.1 三臺階法開挖支護的數(shù)值模擬分析
        3.5.2 CD法開挖支護的數(shù)值模擬分析
        3.5.3 CRD法開挖支護的數(shù)值模擬分析
    3.6 計算結(jié)果分析
        3.6.1 計算結(jié)果
        3.6.2 結(jié)果分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 三臺階法開挖軟弱圍巖隧道施工參數(shù)優(yōu)化分析
    4.1 引言
    4.2 循環(huán)進尺長度對計算結(jié)果的影響
        4.2.1 計算模型
        4.2.2 各工況控制斷面拱頂沉降變化
        4.2.3 各工況控制斷面水平收斂變化
        4.2.4 各工況控制斷面支護應(yīng)力變化
    4.3 臺階高度對計算結(jié)果的影響
        4.3.1 計算模型
        4.3.2 各工況控制斷面拱頂沉降變化
        4.3.3 各工況控制斷面水平收斂變化
        4.3.4 各工況控制斷面塑性區(qū)的變化
        4.3.5 臺階高度優(yōu)化結(jié)果
    4.4 錨固區(qū)的施加對軟弱圍巖隧道的影響分析
        4.4.1 無錨固區(qū)計算結(jié)果
        4.4.2 無錨固區(qū)地表沉降結(jié)果
        4.4.3 錨固區(qū)對地表沉降的影響效果
        4.4.4 超前支護對地表沉降的影響效果
    4.5 本章小結(jié)
第五章 堡鎮(zhèn)軟弱圍巖隧道施工技術(shù)探究
    5.1 堡鎮(zhèn)隧道施工方案優(yōu)化
        5.1.1 優(yōu)化工區(qū)劃分
        5.1.2 開挖支護施工方案的優(yōu)化
        5.1.3 控制掌子面先行位移技術(shù)
        5.1.4 控制拱腳下沉技術(shù)
        5.1.5 控制地表下沉技術(shù)
第六章 結(jié)論
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]高速鐵路隧道襯砌質(zhì)量問題及對策研究[J]. 鄢康翌.  山西建筑. 2013(19)
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[5]高速鐵路隧道混凝土缺陷處理技術(shù)[J]. 肖厚云,張鵬,劉清名.  四川水力發(fā)電. 2012(06)
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本文編號：3148147