炭质板岩纸坊隧道大变形原因分析及工程实践

论文摘要

炭质板岩属软岩,隧道软岩大变形是隧道灾害防治中的一个难题,国内外专家学者一直在不停的研究,隧道大变形的控制理论也在不断的提高发展中,在实际工程中,也发展出很多控制大变形的方法措施,并取得了良好的效果。本文以兰渝铁路纸坊隧道为背景,研究了炭质板岩隧道的变形规律、变形特征,分析了变形成因及控制机理,根据研究的隧道大变形的工程特点,通过数值分析和现场量测,分析其原因,找到解决问题的关键,提出了控制隧道大变形的工程措施。本文研究了软岩隧道大变形稳定性控制理论,目的是为了寻找解决隧道大变形的控制手段。主要分析了软岩隧道支护与围岩稳定性的关系,对各种支护结构控制变形效果做了详细的比较研究。本隧道的开挖主要采用三台阶七步法和二台阶五步开挖法。第五章采用弹塑性二维有限元方法对三台阶和二台阶开挖进行了数值模拟对比分析,第六章采用弹塑性三维有限元方法对三台阶七步开挖法、二台阶五步开挖法两种不同的开挖支护方法进行了施工模拟,以得到合理的开挖和支护方法,使隧道的大变形得以控制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.研究的背景
• 2、国内外研究现状
• 3、研究的目的及意义
• 第二章 隧道大变形分析
• 2.1 隧道地质环境
• 2.2 大变形情况
• 2.3 大变形规律
• 2.4 隧道变形特征
• 2.5 变形成因及机理
• 2.6 本章小结
• 第三章 隧道大变形稳定性控制理论
• 3.1 炭质板岩隧道的支护原理
• 3.2 支护结构与围岩稳定性的协调关系
• 3.3 本章小结
• 第四章 大变形控制措施
• 4.1 大刚度支护抑制围岩变形
• 4.2 短台阶法抑制围岩大变形
• 4.3 动态施工及工法调整
• 4.4 防排水
• 4.5 二衬适时紧跟
• 4.6 监控量测
• 4.7 本章小结
• 第五章 弹塑性二维有限方法数值模拟
• 5.1 采用的分析理论和计算方法
• 5.2 纸坊隧道3台阶和2台阶开挖数值模拟对比分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 弹塑性三维有限元方法数值模拟
• 6.1 采用的分析理论和计算方法
• 6.2 纸坊隧道3台阶七部开挖和2台阶五部开挖数值模拟对比分析
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢