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风化含水岩层非对称小净距隧道施工力学特性研究
| 论文题名： | 风化含水岩层非对称小净距隧道施工力学特性研究 |
| 关键词： | 非对称小净距隧道;含水裂隙岩层;施工技术;力学特性;数值模拟 |
| 摘要： | 在非对称小净距隧道进行设计时，对隧道进行深、浅埋的分界是计算围岩垂直荷载的主要依据;对非对称小净距隧道进行影响分类可以为支护结构的选取和支护结构的施作时机提供重要的参考。然而目前，在此方面尚无成熟的理论和相关规范可供参考。此外，随着水下隧道、海底隧道以及富水地层中地下铁路的大量修建，渗流分析、流固耦合分析与不良地层的加固处理技术仍有待研究。 首先，基于塌落拱理论和塑性区分析，对非对称小净距隧道的深、浅埋进行了判定;确定了双洞之间影响严重，应当尽量避免小于的最小净距值;通过应变能密度转换规律的理论分析，给出了简化的应变能密度计算公式。综合上述研究，提出了非对称小净距隧道的影响分类表。 其次，通过有限元进行数值模拟，研究了在各级围岩情况下和采用不同开挖方式时，隧道衬砌结构的变形和内力情况，提出了优化的开挖方法以及左右洞施工顺序等。研究了注浆加固和对拉预应力锚杆等对改善中岩墙稳定性的作用，以及不同注浆加固范围、预应力锚杆的布设形式和各种加固手段的主要适用条件等。 再次，通过渗流分析，模拟出降水条件和自然水面下隧道开挖后的渗流场的稳态状态，研究了隧道开挖后渗流场的变化;通过理论公式和数值模拟对隧道内涌水量进行计算;通过流固耦合分析，研究掌子面前方的土体应力场、位移场的变化规律，以及基于Coulomb失效准则研究掌子面渗流对掌子面稳定性的影响。 最后，基于渗透原理和宾汉流体本构模态，建立了黏性浆液以恒定注浆速率在岩石裂隙中扩散的理论模型，推导出了渗流模型和假定裂隙模型两种模型的岩石裂隙浆液扩散压力场与渗流场随时间和空间的计算公式，并利用数值模拟进行了验证。通过理论解析和数值模拟，研究了考虑流固耦合作用后不同注浆速度下注浆压力、注浆半径、裂隙率和渗透率随时间的变化。 |
| 作者： | 朱玉龙 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 晏启祥 |
| 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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