论文摘要
目前我国正处于基础设施建设的大发展时期,各种交通土建工程如高速公路、高速铁路、城市地铁等的建设已全面展开。在隧道及地下工程中所面临的安全、环境、经济和人文等各种技术问题也越来越多,对能保证以上问题解决的各种规范和标准的要求也越来越高,许多目前应用的技术规范都面临着技术更新和完善的问题。由于我国目前所使用的有关隧道及地下工程围岩分级标准中,对土质隧道围岩分级所使用的指标大多是定性的,在使用上具有主观性,分级的准确性较差。提出明确的、能较全面反映围岩稳定性的、易于操作的土质隧道围岩分级指标,是迫切需要解决的问题。因此,本文针对土质隧道围岩分级中亟待解决的几个重点问题,对砂质土围岩分级体系进行了系统的研究,其工作具体体现在以下几个方面:1.通过国内外大量砂质土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砂质土围岩分级指标体系,并给出了各指标的获取方法。2.以砂质土围岩自稳性为研究基础,通过室内土工试验,利用数理统计和数据曲线图的方法,研究了砂质土围岩分级指标的各种组合情况对力学指标的影响规律,得出了利用围岩分级指标值来评定力学指标值的方法。在此基础上,将分级指标值进行分段组合。3.提出了能综合反映砂质土围岩力学性能的砂质土围岩基本质量指标SBQ的定义。根据土工实验结果,利用数据曲线图、回归分析及聚类分析等数理统计方法,研究了SBQ值与砂质土围岩基本分级指标以及砂质土围岩力学参数之间的关系,得到了利用基本分级指标组合预测SBQ值,以及利用SBQ值来预测砂质土围岩物理力学指标值的定量表达式。4.提出利用砂质土围岩基本质量指标SBQ值作为评定基准,将分级指标值分段组合进行自稳性分组。以弹性力学中洞室开挖跨度与洞室周边位移的基尔西公式为理论依据,通过有限差分法数值模拟、相似模型试验等方法,获得了砂质土围岩自稳性。5.将所得的各组围岩自稳跨度数值与现行规范所提供的围岩分级标准对应,得到了砂质土围岩分级理论标准。将指标组合分组与理论标准对应,得到了砂质土围岩组合定性分级实用标准;根据土工试验结果,提出利用SBQ值作为稳定性分级的判别基准,得到了砂质土围岩综合定量分级实用标准。6.通过大量资料调研及室内土工试验,得到了砂质土各级围岩物理力学指标值。7.基于双车道公路隧道围岩自稳性研究成果,通过国内相关资料的调研分析及数值模拟分析,经过计算调整,确定了一套砂质土双车道公路隧道的设计参数。8.根据调研资料,对砂质土围岩分级方法的正确性进行了验证。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 论文研究的背景及意义1.2 砂质土围岩分级研究现状1.2.1 砂质土围岩物理力学指标值研究现状1.2.2 砂质土围岩分级方法研究现状1.2.3 小结1.3 砂质土围岩分级研究的薄弱环节及存在的问题1.4 本论文研究主要内容1.5 本论文研究的技术路线与主要的研究方法1.5.1 研究方法1.5.2 技术路线第2章 砂质土围岩分级指标体系研究2.1 砂质土围岩分级指标的选取2.2 分级指标获取方法2.2.1 密实程度2.2.2 细粒含量2.2.3 细粒含水量2.2.4 地下水2.3 本章小结第3章 砂质土围岩力学性能研究3.1 土工试验设计3.2 基本分级指标对砂质土力学参数的影响3.2.1 对砂质土围岩粘聚力的影响3.2.2 对砂质土围岩摩擦系数的影响3.2.3 对砂质土围岩压缩模量的影响3.2.4 关于变形模量及泊松比的推导3.3 基本分级指标值的组合3.4 本章小结第4章 砂质土围岩基本质量指标SBQ4.1 基本思路4.2 砂质土围岩基本质量指标SBQ的提出4.3 SBQ与基本分级指标关系的试验研究4.3.1 数据曲线图分析4.3.2 数理统计分析4.3.4 小结4.4 砂质土围岩力学指标与SBQ的关系4.4.1 相关分析4.4.2 聚类分析4.4.3 多元回归分析4.5 本章小结第5章 砂质土围岩自稳性研究5.1 砂质土围岩自稳性机理研究5.2 隧道失稳位移判据探讨5.3 砂质土围岩自稳性分组5.4 数值模拟分析5.4.1 有限差分法（FLAC）原理简介5.4.2 砂质土围岩洞室破坏的理论依据5.4.3 计算结果及分析5.5 相似模型试验分析5.5.1 试验设计5.5.2 试验结果及分析5.5.3 各组自稳性评价结果5.6 本章小结第6章 砂质土围岩分级方法研究6.1 砂质土围岩分级理论标准建立6.2 砂质土围岩分级组合标准建立6.3 砂质土围岩分级综合标准建立6.4 砂质土围岩分级修正方法6.5 本章小结第7章 砂质土围岩物理力学指标值研究7.1 调研资料分析7.1.1 重度γ现场试验结果7.1.2 变形模量E现场试验结果7.1.3 泊松比υ现场试验结果7.1.4 粘聚力C现场试验结果7.1.5 内摩擦角φ现场试验结果7.2 室内试验结果分析7.3 SBQ预测结果分析7.4 砂质土围岩物理力学指标值7.5 本章小结第8章 砂质土围岩分级方法的验证8.1 定性组合分级方法检验8.1.1 样本情况8.1.2 检验方法8.1.3 检验结果8.2 定量综合分级方法检验8.2.1 样本情况8.2.2 检验方法8.2.3 检验结果8.3 本章小结第9章 砂质土隧道设计参数研究9.1 双车道公路隧道设计参数确定原则9.1.1 开挖方法的确定原则9.1.2 预加固参数的确定原则9.1.3 支护类型的确定原则9.1.4 结构型式的确定原则9.2 双车道砂质土公路隧道各级围岩下设计参数确定9.2.1 开挖方法和预加固参数及支护类型的确定9.2.2 结构型式的确定9.3 双车道公路隧道各级围岩下初期支护参数确定9.3.1 初期支护参数统计9.3.2 初期支护参数规范值9.3.3 初期支护参数确定9.4 本章小结结论（一） 本论文主要结论（二） 需进一步研究的内容致谢参考文献附录一 试验组合及试验结果攻读博士学位期间发表的论文和参加的科研工作
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