公路隧道围岩稳定性分析及支护对策研究

论文摘要

在隧道建设中最为关心的是隧道围岩稳定性问题。本文依托吉林延边地区公路隧道的施工,通过对隧道进行围岩收敛变形监测、围岩内变形监测、围岩压力监测、地表位移监测等,对隧道围岩变形受力特征进行监测分析。采用围岩分级、监控量测和有限元数值模拟三种方法对隧道的围岩稳定性进行评价。在现代隧道施工过程中,客观上要求实现定量化与快速准确的评价围岩稳定性,因而必须形成一个全面的评价体系,并将其系统化、程序化。本文在公路隧道围岩稳定性评价分析的基础上,开发了一套公路隧道支护决策系统软件,包括公路隧道工程地质条件超前预报系统、公路隧道围岩分级与锚喷支护设计系统、公路隧道应力应变及围岩压力分析系统、公路隧道信息化监测系统、公路隧道喷锚质量检测系统。本套软件不仅明确了隧道围岩稳定性分析评价的方法与流程,而且提供了方便快捷的分析工具,提高了分析评价的效率和可靠度。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 公路隧道围岩稳定性理论研究现状
• 1.2.2 隧道支护决策系统软件发展现状
• 1.3 本文研究的内容
• 第2章 于木匠沟隧道现场监控量测及试验分析
• 2.1 于木匠沟双连拱隧道工程概况
• 2.1.1 区域工程地质概况
• 2.1.2 隧道工程地质条件
• 2.2 监控量测信息反馈方法
• 2.2.1 理论反馈法
• 2.2.2 经验反馈法
• 2.3 仪器安装及现场监控量测试验成果
• 2.3.1 围岩收敛位移量测
• 2.3.2 围岩内位移量测
• 2.3.3 地表下沉量测
• 2.3.4 围岩压力量测
• 2.3.5 围岩弹性波测试
• 2.3.6 岩石强度测试
• 2.4 小结
• 第3章 于木匠沟隧道稳定性分析
• 3.1 围岩分级
• 3.1.1 围岩级别核定的必要性
• 3.1.2 公路隧道围岩分级标准
• 3.1.3 隧道围岩级别核定
• 3.2 监控量测对隧道稳定性评价
• 3.2.1 围岩收敛变形的回归分析
• 3.2.2 变形速率对围岩稳定性的评价
• 3.2.3 变形加速度对围岩稳定性的评价
• 3.2.4 隧道围岩最终位移的预测
• 3.3 于木匠沟双连拱隧道有限元数值模拟分析
• 3.3.1 有限元计算模型的确定
• 3.3.2 计算参数的选取
• 3.3.3 有限元位移分析
• 3.3.4 有限元应力分析
• 3.4 小结
• 第4章 围岩破坏机制物理模型模拟及局部锚杆支护研究
• 4.1 岩体结构面对洞室围岩塌落的物理模拟试验研究
• 4.1.1 底摩擦试验的基本原理
• 4.1.2 底摩擦试验设备及试验材料
• 4.1.3 底摩擦试验设计及试验方法
• 4.1.4 试验结果及分析
• 4.2 公路隧道局部锚杆支护研究
• 4.2.1 锚杆支护作用机理及设计方法
• 4.2.2 不同岩体结构的洞室围岩的破坏方式
• 4.2.3 不同岩体结构洞室围岩的锚杆支护方式
• 4.2.4 局部锚杆支护研究分析
• 第5章 公路隧道支护决策系统软件开发
• 5.1 隧道围岩稳定性影响因素
• 5.2 工程地质条件超前预报系统
• 5.2.1 超前预报内容
• 5.2.2 超前预报研究方法及理论
• 5.3 围岩分级与锚喷支护设计系统
• 5.3.1 围岩分级方法与理论
• 5.3.2 锚喷支护设计
• 5.4 应力应变及围岩压力分析系统
• 5.4.1 应力应变及围岩压力分析系统研究内容
• 5.4.2 围岩压力
• 5.5 公路隧道信息化监测系统
• 5.5.1 公路隧道信息化监测系统研究内容
• 5.5.2 围岩监测模块流程图
• 5.6 喷锚质量检测系统
• 5.6.1 喷锚质量检测系统
• 5.6.2 检测方法与标准
• 第6章 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
• 中文摘要
• 英文摘要
• 致谢