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隧道穿越断层破碎带围岩变形规律研究
| 论文题名： | 隧道穿越断层破碎带围岩变形规律研究 |
| 关键词： | 公路隧道;穿越断层破碎带;围岩变形;离散元;开挖工法 |
| 摘要： | 随着我国高速公路建设的迅猛发展，出于隧道工程线型的要求，越来越多的隧道需穿越断层破碎带。断层破碎带内岩体一般松散破碎、自稳能力差，容易发生塌方事故。因此，研究隧道穿越断层破碎带时围岩的变形规律具有重要的理论和实际意义。 本文采用三维离散元数值模拟方法，对隧道穿越不同形态的断层破碎带进行分析，得出了隧道穿越不同倾角、不同宽度、走向线与隧道轴线夹角不同的断层破碎带时围岩变形规律。同时分析研究了采用不同开挖工法穿越断层破碎带时围岩的变形规律。并结合广东揭阳小北山1号隧道穿越F2断层工程实例，研究采用预留核心土法开挖时围岩的变形规律。得到的主要结论如下: (1)隧道穿越断层破碎带时，随着断层破碎带倾角的不断增大，隧道拱顶最大沉降值、仰拱最大隆起值、拱腰最大水平位移值均呈现出“先增大后减小再增大再减小”的变化趋势，且在断层倾角为45°和135°时得到极大值。 (2)当断层倾角关于90°对称（如80°和100°、60°和120°）时，隧道穿越倾角大的断层破碎带引起的拱顶最大沉降值和拱腰最大水平位移较大、引起的仰拱最大隆起值较小。 (3)隧道穿越断层破碎带时，随着断层宽度的增大，隧道关键部位的变形范围和变形量都不断增大。 (4)隧道穿越断层破碎带时，随着断层走向线与隧道轴线夹角的不断减小，隧道左右两侧的变形不再对称，变形区域相应增大，但关键部位变形量的变化并不大。 (5)采用全断面、上下台阶、预留核心土三种不同开挖工法穿越断层破碎带时，拱顶最大沉降值、仰拱最大隆起值、拱腰最大水平位移值的排序均为:全断面＞上下台阶＞预留核心土。上下台阶法和预留核心土法引起的拱腰水平位移约为全断面法的一半;三种工法引起的拱顶沉降和仰拱隆起相差不多;采用上下台阶和预留核心土开挖时，拱顶沉降和仰拱隆起的变化趋势更加缓和，有利于结合其他围岩加固措施取得更好的效果。 |
| 作者： | 常乔磊 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王英学 |
| 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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