论文题目: 深埋隧道软弱围岩与初期支护相互作用研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 桥梁与隧道工程
作者: 王建华
导师: 靳晓光
关键词: 深埋隧道,软弱围岩,初期支护,相互作用,现场量测,数值模拟
文献来源: 重庆大学
发表年度: 2005
论文摘要: 深埋隧道软弱围岩与初期支护的相互作用是地下工程研究的重要课题之一。该课题涉及到围岩的变形、支护结构的反应以及围岩和支护结构的耦合作用等。随着隧道埋深的增加,围岩稳定和支护结构优化设计等问题,尤其是软弱围岩的支护结构优化设计问题显得越来越突出;弄清围岩与初期支护的相互作用是解决这些问题的关键,也是推动隧道向纵深发展和安全使用的保证,迫切需要深入的研究和探索。论文的主要内容和取得的成果如下: (1) 系统论述了深埋软岩的工程地质特征和力学属性,深埋隧道软弱围岩的变形特征及影响因素和支护原则。(2) 在系统分析隧道现场监控量测方法和技术的基础上,根据通渝深埋隧道现场监控量测成果,分析了围岩的变形特征,初期支护的受力特点。(3) 对隧道量测结果,采用回归分析和灰色模型进行了趋势预测,获得了围岩变形趋势和初期支护应力变化趋势,在此基础上对隧道随时间变化的稳定性进行了分析。(4) 在论述初期支护作用机理的基础上,分析了围岩参数变化和支护参数变化对围岩变形、初期支护受力及围岩与初期支护相互作用的影响,并结合工程实例进行了计算分析,为合理进行初期支护设计和施工提供了理论依据。(5) 阐述了有限元模拟地下工程施工过程的特点,结合通渝隧道分析了不同荷载释放率、锚杆支护参数和施工方法对围岩变形、初期支护受力以及初期支护效果的影响,为合理进行初期支护设计和施工提供了参考。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 公路隧道的发展
1.2 研究背景及意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 支护理论的进展
1.3.2 支护技术的进展
1.4 本文研究的主要内容及技术路线
1.4.1 研究的主要内容
1.4.2 研究的技术路线
2 深埋隧道软弱围岩地质特征及工程特性
2.1 深埋隧道的含义及特点
2.2 软岩的定义及分类
2.3 软岩的力学属性及工程特性
2.3.1 软岩的力学属性
2.3.2 软岩的工程特性
2.4 深埋隧道软弱围岩变形特征及影响因素
2.5 深埋隧道软弱围岩变形力学机制及支护原则
2.5.1 变形力学机制
2.5.2 支护原则
3 深埋隧道软弱围岩与初期支护现场量测
3.1 概述
3.2 现场量测的主要内容和技术方法
3.2.1 隧道收敛位移量测
3.2.2 隧道围岩内变形量测
3.2.3 隧道锚杆轴向力测定
3.2.4 隧道刚拱架荷载量测
3.3 量测数据的处理
3.3.1 回归分析
3.3.2 灰色DGM(2,1)模型预测
3.4 工程概况
3.4.1 工程地质概况
3.4.2 隧道支护结构
3.4.3 隧道软弱围岩段施工概况
3.5 量测数据分析与预测
3.5.1 量测结果及分析
3.5.2 趋势预测与稳定性分析
3.6 本章小结
4 深埋隧道软弱围岩与初期支护相互作用原理
4.1 概述
4.2 初期支护作用机理
4.2.1 喷射混凝土作用机理
4.2.2 径向锚杆作用机理
4.2.3 钢支撑作用机理
4.2.4 钢筋网作用机理
4.3 初期支护与软弱围岩相互作用原理
4.3.1 开挖后围岩应力重分布和洞壁变形的发展
4.3.2 围岩参数与支护抗力对围岩塑性区及变形的影响
4.3.3 初期支护的支护刚度与支护力
4.3.4 软弱围岩与初期支护相互作用
4.4 本章小结
5 深埋隧道软弱围岩与初期支护相互作用数值模拟
5.1 概述
5.2 有限元分析的原理与方法
5.2.1 有限元的基本方程
5.2.2 屈服准则与屈服接近度
5.2.3 流动法则
5.2.4 岩土体无拉分析
5.2.5 模拟原理与计算步骤
5.3 计算模型与参数取值
5.4 施工过程模拟
5.5 计算结果及分析
5.5.1 应力释放率对支护效果的影响
5.5.2 锚杆参数对支护效果的影响
5.5.3 施工方法对支护效果的影响
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 后续研究工作及展望
致谢
参考文献
附录:作者在攻读学位期间发表的论文目录
独创性声明
学位论文版权使用授权书
发布时间: 2005-11-07
参考文献
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