浅埋软岩大跨度隧道开挖方法研究

论文摘要

本文以浅埋软岩大跨度隧道为对象,研究了大跨度隧道结构的力学特性、稳定性和施工方法。在此基础上论述了浅埋大跨度隧道施工技术在实际工程中的应用。论文介绍了大跨度隧道的发展及其研究现状。讨论了浅埋、软弱围岩对大跨度隧道的稳定性的影响。同时,论述了隧道的基本力学特性以及考虑岩石材料的软化特性,用内粘聚力随有效塑性应变呈非线性软化的模型推导出硐室围岩塑性软化区半径、硐室位移、围岩内任意一点的应力状态以及围岩压力的解析计算公式。此外,概括了常用的隧道施工方法,论述了适用于大跨度隧道的基本施工方法、辅助施工方法、超前地质预报以及监控量测,并对其适用性进行了评述。根据毫山峪隧道实际的隧道施工工序,采用FLAC程序,对隧道施工开挖方法分别进行了三维和二维数值模拟,得到施工过程中的围岩应力场、位移场、塑性区分布状况,数值计算结果较好。最后,针对三维和二维模拟结果进行了对比分析,得出三维模拟在一定条件下优于二维模拟。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 课题的来源
• 1.2 国内外的研究现状和存在的问题
• 1.3 本文的研究内容和方法
• 1.4 本课题研究的意义
• 2 浅埋软岩大跨度隧道围岩特性
• 2.1 隧道围岩分类
• 2.2 浅埋的判定和对隧道施工的影响
• 2.3 大跨的判定与对隧道施工的影响
• 2.4 软岩大跨度隧道围岩稳定性分析
• 2.5 隧道围岩稳定性判据
• 3 隧道围岩的失稳的力学机理
• 3.1 隧道围岩稳定性理论研究方法
• 3.2 地层压力
• 3.3 隧道开挖后的力学的行为
• 4 浅埋软岩大跨度隧道的施工方法及辅助工法研究
• 4.1 浅埋软岩大跨度隧道的开挖方法
• 4.2 超前支护辅助方法
• 4.3 超前地质预报方法
• 4.4 监控量测
• 5 浅埋软岩大跨度隧道的开挖方法数值模拟分析
• 3D有限差分数值方法'>5.1 FLAC^3D有限差分数值方法
• 5.2 工程概况
• 5.3 隧道二维数值模拟
• 5.4 隧道三维数值模拟
• 6 主要结论及认识
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 攻读硕士期间主要成果
• 参考文献