隧道施工监控量测与围岩参数位移反分析

论文摘要

随着新奥法在我国隧道工程中的广泛应用,作为新奥法施工的三大支柱之一,现场的监控量测也得到了越来越广泛的重视。隧道监控量测能够反映围岩和支护系统的力学动态变化,及时地对现场量测数据进行处理,能够为初期支护和二衬的参数调整提供依据,在隧道施工中起到了“眼睛”的作用。并且监控量测能起到信息反馈的作用,为调整围岩级别提供依据。通常为了得到围岩的力学参数,采取室内试验和现场测试,但是由于围岩的非均质性和不连续性,得到的参数通常很难反映岩体的性质,不容易用于力学计算。而采用位移反分析的方法,就能克服这些缺点,并且操作简便。本文结合宜巴高速公路平邑口隧道项目,介绍了隧道监控量测的内容以及监测数据的回归分析,并且对围岩力学参数进行了反分析。主要内容有:(1)介绍了平邑口隧道的工程背景,包括地理环境、工程地质、水文地质、洞口的设计以及衬砌的设计。(2)分析了隧道施工监控量测的原理和目的。(3)确定了平邑口隧道的监控量测的必测项目和选测项目。对实际监测的结果进行了研究,并对监测的围岩变形数据进行回归分析。利用回归分析预测围岩最终的变形以及二衬施作的合理时机。(4)对反分析方法进行了总结和分类,介绍了黄金分割法的原理。利用平邑口隧道的监测数据,使用FLAC3D对围岩的力学参数进行了位移反分析。反分析过程中,使用了黄金分割轮换变量法对计算过程进行了优化,提高了反分析的效率。对反分析的结果进行了验证,表明该方法精度较高,满足反分析的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究工作
• 2 平邑口隧道开挖支护方案
• 2.1 宜巴高速公路概况
• 2.2 平邑口隧道概况
• 2.3 岩土体工程地质特征
• 2.4 隧道进出口工程地质评价
• 2.5 隧道洞身工程地质评价
• 2.6 隧道洞口设计
• 2.7 隧道衬砌设计
• 2.8 小结
• 3 现场监控量测及信息处理
• 3.1 监控量测目的必要性
• 3.2 平邑口隧道监控量测的要求
• 3.3 监测项目、测点布设与观测
• 3.4 平邑口隧道监测基准
• 3.5 现场信息处理及反馈
• 3.6 监测数据的回归分析
• 3.7 小结
• 4 隧道围岩参数的位移反分析
• 4.1 反分析概述及分类
• 4.2 位移反分析
• 4.3 弹塑性位移反分析思路及方法
• 4.4 FLAC 程序及莫尔-库伦模型介绍
• 4.5 量测数据
• 4.6 工程实例的计算模型
• 4.7 计算结果及分析
• 4.8 小结
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间发表论文目录