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公路隧道施工阶段岩体围岩亚级分级研究

作　者: 刘大刚
导　师: 王明年
学　校: 西南交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 公路隧道施工阶段围岩亚级分级指标体系数码摄像技术围岩自稳性数量化理论隧道设计参数
分类号: U451.2
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 560次
引　用: 13次
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内容摘要

近年来，随着公路交通事业的迅猛发展，公路隧道建设规模也越来越大，公路隧道的大量涌现，给当今隧道技术发展带来了一个新的机遇与挑战。在诸多尚待解决或完善的隧道技术中，围岩分级一直以来都是工程科研、设计及施工人员共同关注的重要课题之一。通常而言，一个完整的围岩分级系统应该包括设计阶段围岩分级和施工阶段围岩分级两部分内容，而现行公路隧道围岩分级中目前还缺乏一个有效、完善的施工阶段围岩分级体系，导致施工中遇到了许多实践上的困难和难题，因此，本文针对施工中亟待解决的几个重点问题，同时兼顾施工阶段工程实际需要，对施工阶段岩体围岩亚级分级体系进行了系统地研究，其工作具体体现在以下几个方面：1．通过国内外大量岩体围岩分级指标资料的调研和统计分析，建立了比较符合工程实际的施工阶段岩体围岩亚级分级指标体系，并对该指标体系中各指标施工阶段的获取方法或手段进行了相应的介绍，其中重点对数码摄像技术获取围岩结构面发育程度参数方法进行了理论研究和分析，实现了分级指标的现场快速获取，从而大大提高了现场围岩分级工作的效率。2．以双车道公路隧道岩体围岩稳定性为研究基础，提出了岩体围岩自稳性等级划分方法和判据及其自稳跨度值的确定方法，通过数值试验和相似模型试验等研究手段获取了各级岩体围岩的自稳跨度数值，并根据基本稳定跨度值进行了岩体围岩亚级级别的划分，由此建立施工阶段岩体围岩亚级分级理论标准。3．基于现场采集的大量围岩样本数据信息，应用数量化理论Ⅱ类问题即数量化判别方法理论，提出了施工阶段岩体围岩亚级级别定量判定方法，从而提高了围岩亚级分级结果的客观性和可靠性。4．依据双车道公路隧道岩体围岩自稳性研究成果，通过国内外大量隧道资料的调研统计分析及相关数值验算，确定了一套比较符合工程实际的双车道公路隧道各亚级岩体围岩设计参数，内容包括开挖方法、辅助工法、支护类型、结构型式和初期支护参数等，对现场施工具有重要的现实指导意义。5．研究了现场亚级分级指标获取、亚级级别判定等相关问题的程序实现方法，并以Visual C++为开发平台编制了相应的软件系统，提高了现场围岩亚级分级的自动化程度。通过大量工程实例验证，表明了本文施工阶段岩体围岩亚级分级体系理论的正确性及该软件的可靠性和实用性。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-13
第一章绪论  13-24
  1.1 概述  13-18
  1.2 公路隧道施工阶段围岩亚级分级研究现状  18-22
    1.2.1 围岩亚级分级方法研究  18-19
    1.2.2 围岩亚级分级量化评定研究  19-20
    1.2.3 围岩亚级分级自动化研究  20-22
  1.3 本论文研究的主要内容  22-24
第二章施工阶段岩体围岩亚级分级指标体系  24-59
  2.1 分级指标体系的建立  24-29
    2.1.1 国外岩体围岩分级指标体系  24-26
    2.1.2 国内岩体围岩分级指标体系  26-28
    2.1.3 实地调研岩体围岩分级指标体系  28
    2.1.4 施工阶段岩体围岩亚级分级指标体系确定  28-29
  2.2 分级指标的获取方法  29-42
    2.2.1 岩石坚硬程度  30-33
    2.2.2 岩体完整程度  33-40
    2.2.3 地下水出水状态  40-42
  2.3 数码摄像技术获取结构面发育程度参数方法  42-54
    2.3.1 图像测定  43-44
    2.3.2 图像处理  44-52
    2.3.3 地质解析  52-54
  2.4 小结  54-59
第三章施工阶段岩体围岩亚级分级理论标准  59-103
  3.1 概述  59-60
  3.2 岩体围岩稳定性数值试验  60-85
    3.2.1 试验理论简介  60-61
    3.2.2 试验基本条件  61-65
    3.2.3 试验组合  65-70
    3.2.4 试验结果及分析  70-85
  3.3 岩体围岩物理力学指标值数值试验  85-88
    3.3.1 试验基本条件  85-86
    3.3.2 试验过程  86-87
    3.3.3 试验结果  87-88
  3.4 岩体围岩稳定性相似模型试验  88-101
    3.4.1 试验基本条件  88-90
    3.4.2 试验结果  90-101
  3.5 小结  101-103
第四章施工阶段岩体围岩亚级分级方法  103-120
  4.1 数量化理论  103-111
    4.1.1 基本概念  103-104
    4.1.2 数量化判别方法  104-111
  4.2 施工阶段岩体围岩亚级级别判定  111-118
    4.2.1 项目和类目的确定  111-112
    4.2.2 原始数据的采集  112-114
    4.2.3 判定流程  114-115
    4.2.4 判定方程  115-117
    4.2.5 自检符合率  117-118
  4.3 小结  118-120
第五章施工阶段各亚级岩体围岩隧道设计参数  120-140
  5.1 概述  120-121
  5.2 各亚级岩体围岩隧道设计参数确定  121-127
    5.2.1 开挖方法、辅助工法、支护类型的确定  121-123
    5.2.2 结构型式的确定  123-125
    5.2.3 初期支护参数的确定  125-127
  5.3 各亚级岩体围岩隧道设计参数验算  127-138
    5.3.1 计算基本条件  127-129
    5.3.2 计算结果及分析  129-138
  5.4 小结  138-140
第六章施工阶段岩体围岩亚级分级软件研制  140-159
  6.1 软件开发平台  140-141
  6.2 软件开发流程  141-143
  6.3 软件系统实现  143-154
    6.3.1 软件组成及功能  143-145
    6.3.2 软件界面设计  145-146
    6.3.3 软件应用实例  146-154
  6.4 工程实例验证  154-158
  6.5 小结  158-159
结论  159-162
  (一) 本文主要结论  159-160
  (二) 需进一步研究的内容  160-162
致谢  162-163
参考文献  163-172
攻读博士学位期间发表的论文和参加的科研工作  172

公路隧道施工阶段岩体围岩亚级分级研究

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