基于信息化施工的软岩隧道变形特性与支护方式研究

发布时间：2023-04-22 18:12

　　近年来随着我国交通发展迅速,逐渐向着地质条件更为复杂多变的西部山区发展,隧道工程遭遇越来越多的工程难题,其中高地应力软岩条件下的隧道大变形问题是近年来最为棘手的隧道工程问题之一。本文以渭武高速木寨岭特长隧道的2#斜井为工程依托,以岩土力学为理论基础,通过以有限差分法为原理的FLAC3D软件建立数值模型,通过与现场实测数据相对比验证的方法,对高地应力软岩地质条件下的隧道变形特性与支护方式进行了研究。研究内容如下:(1)通过分析木寨岭隧道2#斜井的现场实测项目,总结其变形特点为变形量大、变形速率快、变形时间长。高地应力软岩为其内因,工程扰动力为其外因,且施工工序的衔接对变形和支护结构受力变化有着较大的影响,隧道仰拱应及时封闭成环。(2)通过数值模拟剪胀角从0?增加到18?(隧道围岩内摩擦角一半)的不同工况,都表现出洞室变形和支护结构受力都随着剪胀角的增加而增加,且能够与现场的实测数据较好地吻合,证明剪胀角是影响挤压性围岩大变形的重要因素之一。(3)通过恒定剪胀角和剪胀角模型两种数值模拟的结果互相印证,得出剪胀角对于隧道围岩塑性区厚度增加影响明显,证明挤压性围岩大变形和塑性区厚度增加是紧密相...

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高地应力软岩隧道变形特性
        1.2.2 大变形软岩隧道支护方式
    1.3 依托工程概况
        1.3.1 木寨岭隧道工程
        1.3.2 工程地质条件
    1.4 研究内容及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 信息化施工理论与方法
    2.1 信息化施工的基本概念
    2.2 监控量测过程中的相关内容
    2.3 木寨岭隧道的监控量测方案设置
        2.3.1 必测项目
        2.3.2 选测项目
    2.4 木寨岭隧道监测系统的信息化建设
    2.5 本章小结
第三章 软岩隧道大变形特性研究
    3.1 木寨岭隧道挤压性大变形力学行为
        3.1.1 挤压性大变形时空特征
        3.1.2 挤压大变形力学特征
    3.2 挤压性大变形力学特性研究
    3.3 本章小结
第四章 软岩隧道大变形影响因素研究
    4.1 软岩隧道大变形影响因素理论分析
        4.1.1 岩石剪胀效应的概念
        4.1.2 岩石剪胀角模型
        4.1.3 工程中剪胀角的选取
    4.2 软岩隧道大变形影响因素数值分析
        4.2.1 计算模型的建立与参数选取
        4.2.2 恒定剪胀角数值分析
        4.2.3 基于应变软化的剪胀角模型数值分析
    4.3 本章小结
第五章 大变形软岩隧道支护方式研究
    5.1 围岩与支护结构体系
    5.2 支护与围岩作用机理分析
        5.2.1 锚杆加固作用机理分析
        5.2.2 钢拱架作用机理分析
        5.2.3 喷射混凝土和二次衬砌的作用机理分析
    5.3 锚杆支护工况设置
        5.3.1 锚杆布置方式
        5.3.2 数值模型
    5.4 数值结果对比
        5.4.1 位移场分析
        5.4.2 应力场分析
        5.4.3 锚杆受力分析
        5.4.4 塑性区分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3798160