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岩溶空洞及围岩参数变异性对隧道施工安全性影响分析
| 论文题名： | 岩溶空洞及围岩参数变异性对隧道施工安全性影响分析 |
| 关键词： | 隧道施工;岩溶空洞;围岩参数;注浆加固;随机场理论 |
| 摘要： | 随着我国工程建设的不断发展，越来越多的地区将建设铁路及公路隧道，由于岩溶在我国西南地区分布广泛，这便不可避免地会遇到溶蚀空洞影响下的隧道施工安全问题。空洞及围岩参数的变异性都是影响岩溶隧道安全性的重要因素。空洞相对于隧道不同位置及距离对隧道的影响不尽相同，采取的应对措施也有一定差异;而目前关于围岩自身的空间变异性对隧道影响的研究较少，其影响规律也不够完整清晰。因此，考虑岩溶空洞及围岩变异性对隧道安全性的影响，对岩溶隧道施工具有重要的指导意义。 本文基于随机场的理论，对岩溶地区空洞影响下的隧道施工安全性展开了研究。分别考虑空洞变异性及围岩的空间变异性对隧道的影响，并结合贵瓮高速公路建中隧道工程实例，得到了如下结论: (1)研究岩溶空洞变异性对隧道安全性的影响，其变异性主要体现在空洞相对于隧道的不同位置及距离，并将围岩视为均质体，考虑对围岩的注浆加固，得到了空洞位置及距离变化对隧道变形及衬砌内力的影响规律，并分析了空洞对隧道安全性的影响，从而得到了最不利的空洞位置。 (2)基于随机场理论，考虑围岩弹性模量、重度、粘聚力及内摩擦角等参数的空间变异性，对最不利空洞位置的隧道施工进行模拟，并实现了分别考虑围岩竖直与水平方向相关距离变化对隧道安全性的影响，在此基础上，对注浆与非注浆情况下的模拟结果进行对比，从而得出围岩弹性模量、重度、粘聚力及内摩擦角变异性及围岩相关距离对隧道变形及衬砌内力的影响规律，以及注浆加固对其的控制效果。 (3)结合贵瓮高速公路建中隧道的工程实例，采用现场地勘数据对实际工况进行模拟，从而验证了岩溶空洞对隧道安全性的影响及注浆加固对其的控制效果;并分别运用以往将围岩视为均质体的确定性模拟方法及考虑围岩变异性的随机场模拟方法对突现空洞断面进行模拟，将结果与实测数据进行比较，从而得到随机场模拟方法对实际工程的指导意义。 |
| 作者： | 齐俊 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张顶立 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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