本文關(guān)鍵詞：高地應(yīng)力條件下軟巖隧道的變形分析及控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高地應(yīng)力區(qū)軟巖隧道大變形問題一直是困擾隧道安全施工的難題。隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施,中西部地區(qū)將成為中國經(jīng)濟(jì)未來發(fā)展的新動力。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展是以便捷的交通為前提的,高速鐵路是連接各地區(qū)的主要交通樞紐,中西部地區(qū)將掀起一股高鐵建設(shè)潮。中西部地區(qū)以山區(qū)為主,地勢復(fù)雜,海拔高,鐵路建設(shè)中經(jīng)常遇到“長、大、深”隧道,受到地震斷裂帶和地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動的影響,特別是高地應(yīng)力軟巖隧道在開挖過程中經(jīng)常出現(xiàn)大變形破壞。本文以成蘭高速鐵路松潘隧道的施工建設(shè)為工程背景,對高地應(yīng)力軟巖隧道在不同側(cè)壓力系數(shù)作用下的變形特性進(jìn)行數(shù)值分析,并結(jié)合松潘隧道的實(shí)測數(shù)據(jù)對隧道圍巖參數(shù)進(jìn)行反演計(jì)算,為后續(xù)施工設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。高地應(yīng)力軟巖隧道開挖的最大特點(diǎn)就是發(fā)生大變形,文中先闡述了國內(nèi)外學(xué)者在高地應(yīng)力軟巖隧道開挖的大變形研究成果,了解目前國內(nèi)外在軟巖隧道大變形方面的研究現(xiàn)狀。其次介紹了隧道圍巖地應(yīng)力的規(guī)律和高地應(yīng)力的判斷準(zhǔn)則,隧道圍巖是否處于高地應(yīng)力用“圍巖強(qiáng)度比”進(jìn)行判斷,不是單純地根據(jù)地應(yīng)力絕對值的大小進(jìn)行判斷。并介紹了隧道圍巖產(chǎn)生變形的力學(xué)機(jī)理,為文中的研究奠定了理論基礎(chǔ)。然后運(yùn)用MIDAS/GTS有限元軟件通過改變圍巖的側(cè)壓力系數(shù)來研究不同水平地應(yīng)力對高地應(yīng)力軟巖隧道開挖變形的影響。掌子面開挖對其前后方圍巖的變形影響范圍不同,且當(dāng)隧道圍巖的側(cè)壓力系數(shù)大于1時(shí),隧道的最大豎向位移由拱頂向拱腰轉(zhuǎn)移。隨著側(cè)壓力系數(shù)由小變大,隧道圍巖的水平位移由向外擠壓逐漸向內(nèi)收斂,呈線性增大,拱頂位移呈線性減小,結(jié)合隧道變形的實(shí)測數(shù)據(jù),可以大致判斷圍巖的側(cè)壓力系數(shù)范圍,為圍巖參數(shù)的反分析計(jì)算提供依據(jù)。最后,以成蘭鐵路松潘隧道施工發(fā)生的大變形段為例,對隧道的水平位移和拱頂位移進(jìn)行了數(shù)學(xué)回歸分析,用相關(guān)系數(shù)最高的數(shù)學(xué)函數(shù)預(yù)測圍巖的最終位移。根據(jù)圍巖的最終變形量利用黃金分割法和MIDAS/GTS對圍巖彈性模量E和側(cè)壓力系數(shù)K做正算反演分析計(jì)算,得到圍巖彈性模量和側(cè)壓力系數(shù),并利用同一施工段的斷面實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證了反算的圍巖參數(shù),證明了反演圍巖參數(shù)的合理性和可行性。本文的研究具有一定的工程實(shí)用價(jià)值,可為隧道的動態(tài)施工在實(shí)測數(shù)據(jù)的處理利用方面的研究提供參考和借鑒。
【關(guān)鍵詞】：高地應(yīng)力 變形曲線 回歸分析 MIDAS/GTS 參數(shù)反算
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U455.49
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 概述11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 巖體地應(yīng)力的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 軟巖隧道大變形研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的研究目的及主要工作15-17
• 第二章 高地應(yīng)力條件下軟巖變形的力學(xué)分析17-26
• 2.1 地應(yīng)力的概述17-20
• 2.1.1 地應(yīng)力的構(gòu)成及其規(guī)律17-19
• 2.1.2 高地應(yīng)力的判斷準(zhǔn)則19-20
• 2.2 軟巖隧道變形的力學(xué)分析20-25
• 2.2.1 軟巖隧道變形的基本特征21
• 2.2.2 軟巖隧道的變形機(jī)理21-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 高地應(yīng)力條件下不同側(cè)壓力系數(shù)軟巖隧道開挖的變形特性26-47
• 3.1 隧道的施工設(shè)計(jì)26-29
• 3.1.1 隧道設(shè)計(jì)方法概述26-27
• 3.1.2 隧道圍巖的分級27-28
• 3.1.3 隧道設(shè)計(jì)的預(yù)留變形量28-29
• 3.2 本構(gòu)模型的選取29-32
• 3.2.1 莫爾庫倫模型29-32
• 3.3 有限元法的介紹32-36
• 3.3.1 有限元的基本方程與邊界條件33-35
• 3.3.2 有限元軟件MIDAS/GTS的介紹35-36
• 3.4 軟巖隧道的開挖變形特性36-46
• 3.4.1 地質(zhì)條件及計(jì)算參數(shù)36-37
• 3.4.2 模型的建立37-39
• 3.4.3 軟巖隧道開挖的變形特性39-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 監(jiān)測數(shù)據(jù)的回歸分析及變形控制47-76
• 4.1 工程概況47-49
• 4.1.1 地形地貌47-48
• 4.1.2 地層巖性與地質(zhì)構(gòu)造48-49
• 4.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)的回歸分析49-66
• 4.2.1 隧洞的監(jiān)控量測50-51
• 4.2.2 隧洞實(shí)測數(shù)據(jù)回歸分析51-66
• 4.3 圍巖參數(shù)反演分析66-73
• 4.3.1 反演參數(shù)的選取66-67
• 4.3.2 位移反分析的計(jì)算67-69
• 4.3.3 反分析計(jì)算的結(jié)果與分析69-72
• 4.3.4 反演結(jié)果的對比分析72-73
• 4.4 軟巖隧道大變形控制措施73-74
• 4.5 本章小結(jié)74-76
• 結(jié)論與展望76-78
• 1 結(jié)論76-77
• 2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果82-83
• 致謝83-84
• 附件84

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 陳映江;陳友生;穆成林;;基于回歸分析法的某隧道圍巖變形規(guī)律研究[J];成都大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年03期

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  本文關(guān)鍵詞：高地應(yīng)力條件下軟巖隧道的變形分析及控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：482028