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黄土隧道环向局部湿陷的围岩力学特性研究
| 论文题名： | 黄土隧道环向局部湿陷的围岩力学特性研究 |
| 关键词： | 隧道工程;围岩力学特性;黄土性能测试;地质条件;数值模拟 |
| 摘要： | 近百年，随着我国基础建设的发展，高速及专用铁路、公路、城市轨道交通建设项目日益增多，黄土地区也修建了大量的铁路、公路等隧道工程，积累了丰富工程经验的同时，也面临着一系列亟待解决的问题。黄土作为一种极具特色的特殊土，它的湿陷性是困扰工程建设的一个难题，并且随着黄土含水率的增大，具有一定的突发性。在隧道建设中出现围岩局部湿陷的情况会引起湿陷部位衬砌结构的应力集中，并附带产生偏压的现象，造成衬砌开裂、起皮、掉块、大变形等不利影响。因此，论文以蒙华铁路的隧道建设为研究对象，通过现场调研、土工试验、模型试验以及数值模拟等手段，对以上问题展开了相关研究，得到成果如下: (1)通过现场调研得知不良的地形地质条件，如:发育的冲沟、土石分界等，在地下水和春冬冻融水的作用下都可能引发黄土隧道环向围岩的局部湿陷，致使黄土强度降低，衬砌结构承受荷载增加，引起隧道大变形、开裂等现象; (2)通过黄土的物理性质和力学性能的测试，可知该地区新黄土的颗粒比重大，主要成分为粉砂粒，内聚力较低，在水的作用下容易变成流塑状，结构受到破坏，导致力学性能降低; (3)通过数值模拟的手段，分析了黄土隧道围岩局部湿陷引起的地层沉降变化规律，从中得知，隧道上覆土层的沉降与湿陷区域的大小和厚度成正比; (4)从模型试验和计算结果中可以看出，拱顶局部区域黄土含水率增大湿陷过程中，影响最大的为拱顶和拱肩，其他位置受到的影响微弱，可忽略不计;右侧拱肩湿陷的情况，由模型试验和数值计算结果可知，影响最大的为右拱肩和右拱腰，但是其余位置也受到了一定的影响;右拱腰湿陷的情况下，影响最大的为右拱腰和右拱脚，右拱肩也受到了较大的影响，其余部位影响较小; (5)综合拱顶湿陷、拱肩湿陷、拱腰湿陷三种工况的模型试验和数值分析可知，拱肩湿陷的影响范围最大，对围岩环向局部湿陷较为敏感的部位为衬砌结构位于湿陷侧的拱肩和拱腰，拱顶和拱脚次之。 |
| 作者： | 田少敏 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 肖清华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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