本文關(guān)鍵詞：軟巖公路隧道施工期圍巖變形支護(hù)受力特征分析

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【摘要】：在軟巖環(huán)境中修建隧道,圍巖的變形控制是非常重要的方面。深入研究軟巖的力學(xué)特性及變形特征,選取可靠有效的支護(hù)體系,是施工安全與經(jīng)濟(jì)合理的重要保障。本文以在建的穿越軟巖地區(qū)的甘孜州巴白路歐帕拉隧道為依托工程,在充分了解現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)手段為核心,以室內(nèi)數(shù)值模擬手段為輔助,深入研究了隧道施工期圍巖變形與支護(hù)受力特征及其變化規(guī)律,分析其影響因素,并評(píng)價(jià)其支護(hù)體系的有效性和合理性。獲得的主要成果如下:(1)監(jiān)控量測(cè)方案設(shè)計(jì)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況,結(jié)合設(shè)計(jì)參數(shù)和施工方法,再依據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求,制定了針對(duì)性的監(jiān)控量測(cè)方案,包括:監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目選取、監(jiān)測(cè)儀器選型及測(cè)點(diǎn)布置方案等內(nèi)容。(2)基于拱頂下沉、圍巖周邊位移、圍巖內(nèi)部位移和圍巖松動(dòng)圈測(cè)試監(jiān)測(cè)成果,分析得出施工期圍巖的變形特征及其變化規(guī)律。隧道下部圍巖變形最大,變形主要發(fā)生在0-3.5m深度范圍內(nèi)。圍巖變形可以大致分為三個(gè)階段:(1)隧道掘進(jìn)應(yīng)力釋放階段;(2)仰拱施工變形調(diào)整階段;(3)圍巖變形穩(wěn)定階段,變形主要發(fā)生在前兩個(gè)階段。(3)基于圍巖與初支壓力、錨桿軸力和鋼支撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)成果,分析得出施工期圍巖-支護(hù)受力特征及其變化規(guī)律。隧道圍巖壓力大致可分為兩類:變形壓力與流變壓力,變形壓力是本隧道圍巖壓力的主要部分。錨桿可有效約束圍巖變形發(fā)展,錨桿受力的變化發(fā)展與施工進(jìn)度具有很好的相關(guān)性。鋼拱架受力以壓應(yīng)力為主,拱頂至拱肩范圍內(nèi)受壓應(yīng)力均較大,在支護(hù)體系中具有骨架作用,并可迅速發(fā)揮支護(hù)作用。總的來說,隧道的支護(hù)體系是有效的和合理的,但優(yōu)化空間不大。(4)基于數(shù)值模擬計(jì)算成果,總結(jié)了隧道整個(gè)開挖施工過程中圍巖變形與支護(hù)受力特征規(guī)律。隧道圍巖最大主應(yīng)力基本呈左右對(duì)稱分布,在拱頂形成了明顯的低應(yīng)力區(qū),而在拱肩及邊墻處形成了明顯應(yīng)力集中區(qū)。隧道圍巖位移場(chǎng)也基本上呈左右對(duì)稱分布,且位移隨著開挖進(jìn)尺的增加而逐漸增大,位移最明顯的部位是拱頂和邊墻。所有錨桿所受軸力均為拉力,初始開挖時(shí)錨桿受力變化明顯,然后隨開挖進(jìn)尺的增加,錨桿軸力最大值逐漸趨于穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：軟弱圍巖 公路隧道 監(jiān)控量測(cè) 支護(hù)體系 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U455.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 前言10-17
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 軟巖的力學(xué)特性研究11-12
• 1.2.2 隧道的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)研究12-13
• 1.2.3 隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用理論研究13-15
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線15-17
• 1.3.1 研究內(nèi)容15
• 1.3.2 研究思路及技術(shù)路線15-17
• 第2章 工程地質(zhì)環(huán)境條件17-31
• 2.1 自然地理概況17-19
• 2.1.1 地理位置及交通17-18
• 2.1.2 氣象、水文18-19
• 2.2 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境19-21
• 2.2.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造19-21
• 2.2.2 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)21
• 2.2.3 地震21
• 2.3 工程地質(zhì)條件21-27
• 2.3.1 地形地貌21-22
• 2.3.2 地質(zhì)構(gòu)造22
• 2.3.3 地層巖性22-25
• 2.3.4 水文地質(zhì)條件25
• 2.3.5 巖土體物理力學(xué)性質(zhì)25-27
• 2.3.6 不良地質(zhì)現(xiàn)象27
• 2.4 歐帕拉隧道工程地質(zhì)評(píng)價(jià)27-31
• 2.4.1 區(qū)域穩(wěn)定性27
• 2.4.2 地層巖性27-28
• 2.4.3 工程巖體結(jié)構(gòu)特征28
• 2.4.4 初始地應(yīng)力場(chǎng)及其評(píng)價(jià)28-29
• 2.4.5 洞室圍巖級(jí)別的劃分及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)29-31
• 第3章 監(jiān)控量測(cè)方案設(shè)計(jì)31-39
• 3.1 試驗(yàn)段地質(zhì)情況及圍巖等級(jí)的劃分31-32
• 3.2 試驗(yàn)段支護(hù)參數(shù)32-33
• 3.3 試驗(yàn)段施工方法33
• 3.4 監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目選取33-34
• 3.5 監(jiān)測(cè)儀器選型及測(cè)點(diǎn)布置方案34-39
• 3.5.1 圍巖周邊位移量測(cè)34-35
• 3.5.2 拱頂下沉量測(cè)35-36
• 3.5.3 錨桿軸力量測(cè)36
• 3.5.4 圍巖內(nèi)部位移量測(cè)36-37
• 3.5.5 圍巖與初支壓力量測(cè)37-38
• 3.5.6 鋼支撐內(nèi)力量測(cè)38
• 3.5.7 圍巖松動(dòng)圈觀測(cè)（聲波測(cè)試）38-39
• 第4章 圍巖變形特征39-76
• 4.1 圍巖周邊位移39-44
• 4.1.1 S0+002圍巖周邊位移監(jiān)測(cè)成果分析39-41
• 4.1.2 S0+013圍巖周邊位移監(jiān)測(cè)成果分析41-42
• 4.1.3 S0+025圍巖周邊位移監(jiān)測(cè)成果分析42-44
• 4.2 拱頂下沉44-46
• 4.2.1 S0+002拱頂下沉監(jiān)測(cè)成果分析44-45
• 4.2.2 S0+013拱頂下沉監(jiān)測(cè)成果分析45-46
• 4.3 圍巖內(nèi)部位移46-66
• 4.3.1 S0+002圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)成果分析46-54
• 4.3.2 S0+013圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)成果分析54-60
• 4.3.3 S0+025圍巖內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)成果分析60-66
• 4.4 聲波測(cè)試66-68
• 4.4.1 S0+002聲波測(cè)試成果分析67-68
• 4.4.2 S0+013聲波測(cè)試成果分析68
• 4.5 圍巖變形特征及影響因素分析68-74
• 4.5.1 圍巖周邊位移特征與影響因素分析69-70
• 4.5.2 圍巖內(nèi)部位移特征與影響因素分析70-74
• 4.6 圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及二次襯砌施作時(shí)機(jī)分析74-76
• 第5章 圍巖-支護(hù)受力特征76-102
• 5.1 圍巖與初支壓力76-84
• 5.1.1 S0+002圍巖與初支壓力監(jiān)測(cè)成果分析76-77
• 5.1.2 S0+007圍巖與初支壓力監(jiān)測(cè)成果分析77-79
• 5.1.3 S0+013圍巖與初支壓力監(jiān)測(cè)成果分析79-80
• 5.1.4 S0+019圍巖與初支壓力監(jiān)測(cè)成果分析80-81
• 5.1.5 S0+025圍巖與初支壓力監(jiān)測(cè)成果分析81-82
• 5.1.6 S0+029圍巖與初支壓力監(jiān)測(cè)成果分析82-84
• 5.2 錨桿軸力84-91
• 5.2.1 S0+002錨桿軸力監(jiān)測(cè)成果分析84-86
• 5.2.2 S0+009錨桿軸力監(jiān)測(cè)成果分析86-87
• 5.2.3 S0+013錨桿軸力監(jiān)測(cè)成果分析87-88
• 5.2.4 S0+018錨桿軸力監(jiān)測(cè)成果分析88-89
• 5.2.5 S0+025錨桿軸力監(jiān)測(cè)成果分析89-91
• 5.3 鋼支撐內(nèi)力91-99
• 5.3.1 S0+003鋼支撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)成果分析91-92
• 5.3.2 S0+007.5 鋼支撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)成果分析92-93
• 5.3.3 S0+012鋼支撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)成果分析93-94
• 5.3.4 S0+016.5 鋼支撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)成果分析94-95
• 5.3.5 S0+021鋼支撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)成果分析95-96
• 5.3.6 S0+025.5 鋼支撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)成果分析96-97
• 5.3.7 S0+030鋼支撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)成果分析97-99
• 5.4 圍巖-支護(hù)相互作用分析99-102
• 5.4.1 圍巖位移與錨桿應(yīng)力的關(guān)系99-100
• 5.4.2 圍巖變形與圍巖壓力的關(guān)聯(lián)分析100-102
• 第6章 隧道試驗(yàn)段開挖過程數(shù)值模擬研究102-116
• 6.1 計(jì)算模型及參數(shù)102-104
• 6.1.1 計(jì)算范圍和單元?jiǎng)澐?/span>102-103
• 6.1.2 邊界條件和參數(shù)選取103
• 6.1.3 施工步序103-104
• 6.2 圍巖變形與支護(hù)受力特征104-116
• 6.2.1 圍巖應(yīng)力場(chǎng)分析105-107
• 6.2.2 圍巖位移場(chǎng)分析107-111
• 6.2.3 錨桿內(nèi)力分析111-116
• 結(jié)論及建議116-119
• 致謝119-120
• 參考文獻(xiàn)120-123

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4 周新R，

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