近年來隨著我國交通發(fā)展迅速,逐漸向著地質(zhì)條件更為復雜多變的西部山區(qū)發(fā)展,隧道工程遭遇越來越多的工程難題,其中高地應力軟巖條件下的隧道大變形問題是近年來最為棘手的隧道工程問題之一。本文以渭武高速木寨嶺特長隧道的2#斜井為工程依托,以巖土力學為理論基礎(chǔ),通過以有限差分法為原理的FLAC3D軟件建立數(shù)值模型,通過與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)相對比驗證的方法,對高地應力軟巖地質(zhì)條件下的隧道變形特性與支護方式進行了研究。研究內(nèi)容如下:(1)通過分析木寨嶺隧道2#斜井的現(xiàn)場實測項目,總結(jié)其變形特點為變形量大、變形速率快、變形時間長。高地應力軟巖為其內(nèi)因,工程擾動力為其外因,且施工工序的銜接對變形和支護結(jié)構(gòu)受力變化有著較大的影響,隧道仰拱應及時封閉成環(huán)。(2)通過數(shù)值模擬剪脹角從0?增加到18?(隧道圍巖內(nèi)摩擦角一半)的不同工況,都表現(xiàn)出洞室變形和支護結(jié)構(gòu)受力都隨著剪脹角的增加而增加,且能夠與現(xiàn)場的實測數(shù)據(jù)較好地吻合,證明剪脹角是影響擠壓性圍巖大變形的重要因素之一。(3)通過恒定剪脹角和剪脹角模型兩種數(shù)值模擬的結(jié)果互相印證,得出剪脹角對于隧道圍巖塑性區(qū)厚度增加影響明顯,證明擠壓性圍巖大變形和塑性區(qū)厚度增加是緊密相...

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高地應力軟巖隧道變形特性
        1.2.2 大變形軟巖隧道支護方式
    1.3 依托工程概況
        1.3.1 木寨嶺隧道工程
        1.3.2 工程地質(zhì)條件
    1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
第二章 信息化施工理論與方法
    2.1 信息化施工的基本概念
    2.2 監(jiān)控量測過程中的相關(guān)內(nèi)容
    2.3 木寨嶺隧道的監(jiān)控量測方案設(shè)置
        2.3.1 必測項目
        2.3.2 選測項目
    2.4 木寨嶺隧道監(jiān)測系統(tǒng)的信息化建設(shè)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 軟巖隧道大變形特性研究
    3.1 木寨嶺隧道擠壓性大變形力學行為
        3.1.1 擠壓性大變形時空特征
        3.1.2 擠壓大變形力學特征
    3.2 擠壓性大變形力學特性研究
    3.3 本章小結(jié)
第四章 軟巖隧道大變形影響因素研究
    4.1 軟巖隧道大變形影響因素理論分析
        4.1.1 巖石剪脹效應的概念
        4.1.2 巖石剪脹角模型
        4.1.3 工程中剪脹角的選取
    4.2 軟巖隧道大變形影響因素數(shù)值分析
        4.2.1 計算模型的建立與參數(shù)選取
        4.2.2 恒定剪脹角數(shù)值分析
        4.2.3 基于應變軟化的剪脹角模型數(shù)值分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 大變形軟巖隧道支護方式研究
    5.1 圍巖與支護結(jié)構(gòu)體系
    5.2 支護與圍巖作用機理分析
        5.2.1 錨桿加固作用機理分析
        5.2.2 鋼拱架作用機理分析
        5.2.3 噴射混凝土和二次襯砌的作用機理分析
    5.3 錨桿支護工況設(shè)置
        5.3.1 錨桿布置方式
        5.3.2 數(shù)值模型
    5.4 數(shù)值結(jié)果對比
        5.4.1 位移場分析
        5.4.2 應力場分析
        5.4.3 錨桿受力分析
        5.4.4 塑性區(qū)分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文



本文編號：3798160