隨著十三五規(guī)劃的實施,高速鐵路的建設(shè)已經(jīng)向我國西部地區(qū)快速覆蓋,各類隧道、橋梁數(shù)量顯著增多。尤其是西部省區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)條件給高速鐵路隧道的建設(shè)和運營帶來新的挑戰(zhàn)。不良地質(zhì)條件下大斷面深埋隧道仰拱結(jié)構(gòu)的選取對隧道建設(shè)及后期運營的安全至關(guān)重要。因此,以穿越上新統(tǒng)紅黏土地層銀西高鐵慶陽隧道為工程背景,以慶陽隧道圍巖及其仰拱結(jié)構(gòu)為研究對象,通過室內(nèi)試驗、現(xiàn)場監(jiān)測、數(shù)值模擬計算等方法,對慶陽隧道仰拱結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,并對不同的仰拱結(jié)構(gòu)的受力及變形情況進行研究,得出以下研究成果:（1）通過對慶陽隧道的現(xiàn)場調(diào)研,發(fā)現(xiàn)隧道斜井底板出現(xiàn)了不同程度的開裂以及明顯的底鼓現(xiàn)象,對紅黏土進行現(xiàn)場試驗研究,發(fā)現(xiàn)紅黏土具有一定的膨脹性;進而對紅黏土進行室內(nèi)試驗,得出紅黏土膨脹性受初始含水率的影響較大,初始含水率越小,紅黏土的膨脹潛勢越大;結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研及室內(nèi)試驗的結(jié)果,提出了對隧道仰拱進行優(yōu)化的建議。（2）通過正交試驗對影響隧道仰拱變形的影響因子進行研究,得出對仰拱變形影響程度的大小依次為:圍巖性質(zhì)、混凝土厚度、仰拱曲率半徑、仰拱混凝土強度、隧道洞徑,結(jié)合工程實際,提出了隧道仰拱矢跨比優(yōu)化和仰拱厚度優(yōu)化兩種方案;采用荷載-... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

慶陽隧道所經(jīng)地形地貌

2紅黏土基本物理力學(xué)特性試驗研究12土地段Ⅳ級圍巖深埋地段，無砟軌道基礎(chǔ)底面至內(nèi)軌頂面的高度為51.5cm，無砟道床與溝槽側(cè)壁之間設(shè)置踏步，開挖方式為三臺階七步開挖法。圖2.2襯砌斷面圖（1:100）初期支護：噴射C25混凝土，拱墻及仰拱均為27cm厚，拱墻設(shè)置φ8鋼筋網(wǎng)，間距20×20cm，邊墻設(shè)置系統(tǒng)錨桿，間距1.2×2m，長度3.5m，全環(huán)設(shè)置120a型型鋼鋼架，鋼架間距0.8m。二次襯砌：邊墻及仰拱為C35鋼筋混凝土，厚度60cm，仰拱填充及踏步為C20混凝土。2.1.3工程施工概況（1）現(xiàn)場情況慶陽隧道1#斜井，掌子面施工時基本無滲水，開挖后隔段時間滴滲水，該段滲水后期較為嚴重，造成底板不同程度開裂。底板起拱明顯，起拱15cm，施工時累計最大沉降25.5mm。圖2.3底板開裂（1#斜井）圖2.4底板起鼓（1#斜井）

2紅黏土基本物理力學(xué)特性試驗研究12土地段Ⅳ級圍巖深埋地段，無砟軌道基礎(chǔ)底面至內(nèi)軌頂面的高度為51.5cm，無砟道床與溝槽側(cè)壁之間設(shè)置踏步，開挖方式為三臺階七步開挖法。圖2.2襯砌斷面圖（1:100）初期支護：噴射C25混凝土，拱墻及仰拱均為27cm厚，拱墻設(shè)置φ8鋼筋網(wǎng)，間距20×20cm，邊墻設(shè)置系統(tǒng)錨桿，間距1.2×2m，長度3.5m，全環(huán)設(shè)置120a型型鋼鋼架，鋼架間距0.8m。二次襯砌：邊墻及仰拱為C35鋼筋混凝土，厚度60cm，仰拱填充及踏步為C20混凝土。2.1.3工程施工概況（1）現(xiàn)場情況慶陽隧道1#斜井，掌子面施工時基本無滲水，開挖后隔段時間滴滲水，該段滲水后期較為嚴重，造成底板不同程度開裂。底板起拱明顯，起拱15cm，施工時累計最大沉降25.5mm。圖2.3底板開裂（1#斜井）圖2.4底板起鼓（1#斜井）

【參考文獻】：
期刊論文
[1]弱膨脹土地區(qū)隧道施工工法及塌方原因研究[J]. 張毅,折學(xué)森,李楠.  公路交通科技. 2018(10)
[2]膨脹巖地層雙線隧道仰拱矢跨比對二次襯砌力學(xué)特性的影響[J]. 符亞鵬.  鐵道建筑. 2018(08)
[3]干濕循環(huán)下紅黏土裂隙演化規(guī)律及對抗剪強度影響[J]. 陳開圣.  水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2018(01)
[4]紅黏土在原狀及重塑狀態(tài)下的力學(xué)性質(zhì)試驗研究[J]. 張彥召,左雙英,季永新.  地下空間與工程學(xué)報. 2017(06)
[5]干濕循環(huán)條件下紅黏土力學(xué)性質(zhì)影響因素的顯著性和交互作用研究[J]. 侯令強,黃翔.  桂林理工大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[6]仰拱襯砌厚度不足對隧道結(jié)構(gòu)安全性能的影響[J]. 王志杰,季曉峰.  鐵道建筑. 2017(08)
[7]考慮非飽和滲流與增濕膨脹下的膨脹土隧道穩(wěn)定性分析[J]. 鄭俊杰,郭震山,崔嵐,張軍.  巖土力學(xué). 2017(11)
[8]紅黏土含水量和干密度與抗剪強度的相關(guān)性分析[J]. 胡艷欣.  人民長江. 2017(S1)
[9]某膨脹性圍巖地層鐵路隧道仰拱上拱原因分析及整治[J]. 譚永慶.  鐵道標準設(shè)計. 2017(07)
[10]膨脹性黃土隧道鋼拱架–格柵聯(lián)合支護力學(xué)特性研究[J]. 李樹忱,晏勤,謝璨,吳靜.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(02)

碩士論文
[1]深埋大斷面膨脹性紅黏土隧道襯砌變形和受力特征研究[D]. 謝卓吾.西安科技大學(xué) 2019
[2]降雨入滲條件下膨脹土隧道力學(xué)響應(yīng)分析[D]. 吳雪光.華中科技大學(xué) 2015
[3]膨脹土隧道襯砌膨脹力數(shù)值模擬研究[D]. 周坤.西南交通大學(xué) 2007



本文編號：3584818