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基于围岩蠕变和注浆浆液硬化的盾构隧道力学特性研究
| 论文题名： | 基于围岩蠕变和注浆浆液硬化的盾构隧道力学特性研究 |
| 关键词： | 盾构隧道;围岩蠕变;注浆浆液硬化;衬砌结构;受力特性;有限元模拟 |
| 摘要： | 近年来，随着我国经济建设的快速发展，对各类矿产资源的需求越来越大，煤炭作为不可或缺的能源，其消耗量相较以往急剧增加，我国部分主要煤矿也逐渐进入深部开采阶段。开采深度的增加给开采巷道修建的工期及安全性带来了挑战，随着技术的发展，盾构/TBM法逐渐成为煤矿长距离斜井安全、高效建设的有效手段。 煤矿斜井盾构隧道通常具有埋深大、距离长的特点，因此隧道所处地层条件及围岩的应力场更加复杂。由于设计使用年限长，随着时间的增加，围岩的蠕变作用对盾构隧道衬砌结构受力的影响不可忽视。同时，盾构法隧道施工过程中，由于盾尾间隙的存在，为了防止管片周围土体松动需要进行同步注浆和及时的壁后补注浆，壁后注浆浆液注入之后由流动状逐渐固结硬化为固体状，在管片周围形成环保护层，同管片衬砌一起作为承载结构，浆液硬化圈的存在及浆体硬化过程中力学性质的变化会对衬砌结构的受力产生影响。因此，针对深长盾构法隧道，研究围岩蠕变和注浆浆液硬化对衬砌结构受力的影响机理具有现实意义。 本文依托神华神东补连塔煤矿斜井盾构隧道工程，首先对壁后注浆浆液开展了相关的室内试验研究，得到了盾构法隧道壁后注浆浆液性能随浆液水灰比、CS体积比的变化规律，从而为具体的施工提供了参考依据。随后，针对围岩蠕变和浆液硬化对隧道衬砌结构的影响，建立了相关的数值模型，利用ANSYS有限元软件模拟了盾构隧道衬砌结构在只考虑围岩蠕变、考虑围岩蠕变及注浆硬化圈作用及考虑壁后注浆浆液硬化过程时受力特性的变化规律，得出了不同影响因素条件下盾构隧道管片衬砌受力特性的变化规律，为实际施工提供了一定的参考。 |
| 作者： | 张新岩 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 麦继婷 |
| 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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