学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

软弱围岩隧道围岩稳定性及初期支护合理性研究

作　者: 李文明
导　师: 姜德义
学　校: 重庆大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 隧道围岩分级监控量测支护设计数值分析
分类号: U451
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 188次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着地下工程建设规模不断扩大,在交通、水电、城乡建设、矿山等诸多领域都涉及到软弱围岩问题,地下工程软弱围岩的稳定性和支护方法已成为地下工程中迫切需要解决的问题。本文结合枫香垭隧道工程概况,系统地阐述了软弱围岩的地质特征及工程特性、软弱围岩隧道破坏的特征及影响因素以及变形力学机制和支护原则等;基于监控量测和数值分析重点研究了围岩与初期支护的相互作用,探讨了不同的围岩强度及初期支护参数对隧道稳定性的影响。应用FLAC软件对隧道施工进行了数值模拟,以典型断面为例,分析了支护方式的合理性,确定安全而且经济的支护方案。重点对塌方段围岩及初期支护进行数值模拟,找出隧道塌方的原因,最后对变更后的支护方案进行模拟验证其合理性。通过分析现场监控量测数据,绘制收敛速率随时间变化曲线,找出围岩的变形及稳定规律。对塌方段处理过程中及处理结束后的现场实测数据进行分析,可以给隧道塌方灾害的处治措施及时提供反馈信息,而且监测结果还可以对塌方处治效果做出直接评价,隧道塌方处治措施效果良好。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-18
  1.1 问题的提出及研究意义  9-11
  1.2 国内外研究现状及评述  11-16
    1.2.1 围岩压力理论的发展与现状  11-12
    1.2.2 隧道围岩稳定性研究现状  12-14
    1.2.3 围岩本构关系分析的理论研究  14-15
    1.2.4 隧道支护理论研究现状  15-16
  1.3 主要研究内容  16-18
2 枫香垭隧道工程概况及围岩分级研究  18-34
  2.1 工程概况  18
  2.2 隧道工程地质  18-19
    2.2.1 地形地貌  18
    2.2.2 地层岩性  18-19
    2.2.3 地质构造及地震  19
    2.2.4 不良地质现象  19
  2.3 隧道水文地质  19-20
    2.3.1 地下水  19-20
    2.3.2 地下水动态变化  20
    2.3.3 地下水补给、径流、排泄特征  20
    2.3.4 地下水和地表水的化学特征  20
    2.3.5 水量预测  20
  2.4 工程地质评价  20-21
    2.4.1 场地适宜性评价  20-21
    2.4.2 进口段工程地质评价  21
    2.4.3 出口段工程地质评价  21
    2.4.4 洞身段工程地质评价  21
  2.5 隧道围岩分级及分布  21-31
    2.5.1 我国的公路隧道围岩分级方法  21-26
    2.5.2 围岩初步分级  26-29
    2.5.3 围岩详细定级  29-31
  2.6 隧道结构设计、施工及支护方法  31-32
    2.6.1 隧道结构设计  31-32
    2.6.2 隧道施工方法及支护  32
  2.7 隧道出现的主要工程问题  32-33
  2.8 本章小结  33-34
3 软弱围岩隧道稳定性及其支护理论研究  34-55
  3.1 软岩的工程特性  34-36
    3.1.1 软岩的概念和分类  34-35
    3.1.2 软岩的工程特性  35-36
  3.2 隧道围岩稳定性影响因素分析  36-41
    3.2.1 地质因素  37-40
    3.2.2 工程施工因素  40-41
  3.3 隧道支护理论研究  41-50
    3.3.1 地下洞室开挖后围岩应力分析  41-43
    3.3.2 隧道围岩支护原理  43-44
    3.3.3 围岩支护抗力计算  44-46
    3.3.4 围岩与支护结构作用机理分析  46-49
    3.3.5 新奥法隧道支护理论  49-50
  3.4 隧道结构失稳分析  50-54
    3.4.1 隧道结构失稳  50-51
    3.4.2 隧道结构失稳判别  51-54
  3.5 本章小结  54-55
4 隧道施工数值模拟研究  55-80
  4.1 有限差分数值计算程序FLAC 概述  55-58
    4.1.1 FLAC 简介  55-56
    4.1.2 FLAC 的原理  56
    4.1.3 FLAC 程序应用的范围  56-57
    4.1.4 FLAC 的特性  57-58
  4.2 隧道的建模原理  58-59
  4.3 隧道塌方段数值模拟研究  59-66
    4.3.1 数值模拟计算模型  59-60
    4.3.2 参数选取  60-61
    4.3.3 原支护方案模拟分析  61-63
    4.3.4 隧道塌方灾害原因分析及塌方段处治措施研究  63-64
    4.3.5 塌方段变更后的支护方案模拟分析  64-66
  4.4 III 级围岩数值模拟  66-71
    4.4.1 数值计算模型  66-67
    4.4.2 参数选取  67-68
    4.4.3 Ⅲ级支护方案模拟结果分析  68-70
    4.4.4 优化设计支护方案  70-71
  4.5 V 级围岩数值模拟  71-75
    4.5.1 V 级围岩计算模型  71-73
    4.5.2 V 级围岩的计算结果  73-75
  4.6 Ⅳ级围岩数值模拟  75-79
    4.6.1 Ⅳ级围岩的计算模型  75-76
    4.6.2 Ⅳ级围岩的计算结果  76-79
  4.7 本章小结  79-80
5 枫香垭隧道监控量测  80-95
  5.1 隧道新奥法简介  80
  5.2 新奥法设计方法  80-81
  5.3 隧道监控量测的目的  81-82
  5.4 隧道监控量测的内容及方法  82-87
    5.4.1 洞内外地质和支护状况观测  82-83
    5.4.2 水平收敛及拱顶下沉量测  83-86
    5.4.3 围岩与初期支护接触压力的量测  86-87
    5.4.4 钢支撑应力的量测  87
  5.5 监控量测结果及分析  87-94
    5.5.1 塌方段监控量测  87-89
    5.5.2 Ⅲ级围岩监控量测  89-90
    5.5.3 IV 级围岩监控量测  90-92
    5.5.4 V 级围岩监控量测  92-93
    5.5.5 二次衬砌合理支护时机  93-94
  5.6 本章小结  94-95
6 结论及建议  95-97
  6.1 结论  95
  6.2 建议  95-97
致谢  97-98
参考文献  98-100
附录  100

软弱围岩隧道围岩稳定性及初期支护合理性研究

内容摘要

全文目录

相似论文