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近接深基坑开挖及节理破碎岩体对隧道稳定性的影响研究
| 论文题名： | 近接深基坑开挖及节理破碎岩体对隧道稳定性的影响研究 |
| 关键词： | 土体变形;节理岩体;围岩变形;正交分析;数值模拟;深基坑开挖;隧道稳定性 |
| 摘要： | 随着城市化进程的加快和地铁网络的日益密集，城市中新建基坑开挖往往不可避免会紧邻既有地铁隧道，近接基坑施工会对既有地铁隧道稳定性产生影响；正在不断延伸的高铁线路隧道会更多地穿过地质条件复杂的节理岩体区域，而节理岩体在施工扰动和应力释放的作用下会对隧道稳定性产生不利影响。因此本文结合工程实例对近接深基坑开挖和节理破碎岩体对隧道稳定性的影响进行相关研究，所得结论对于相关工程具有一定的指导和参考价值。 本文通过理论分析、数值模拟与现场监测相结合的方法，针对近接深基坑开挖和裂隙岩体两种复杂因素对隧道稳定性的影响进行相关研究。 第一部分依托沈阳中环广场深基坑工程，通过有限元软件 Phase2探究深基坑开挖和基坑支护方式对既有地铁隧道及周围土层的影响，并利用正交试验分别分析基坑开挖深度、基坑与隧道间距及双排桩间距三者对既有隧道变形的影响程度。结果表明，锚杆双排桩支护比双排桩支护能够更好地控制支护结构和周围土体的变形，能将隧道周边3m范围内的土层位移控制在5mm范围内；另一方面，基坑开挖深度对隧道水平变形的影响最大，基坑与隧道间距影响次之，双排桩间距影响最小。 第二部分以甘肃天平线铁路关山隧道为例，探讨了大埋深、高地应力节理岩体中隧道开挖的力学响应，通过建立数值模型判断隧道开挖方式和支护方式对于围岩变形特征的影响，并对节理中粗糙度参数取值对围岩变形的影响进行进一步研究。结果表明，节理网络有限元法能够很好地模拟节理的存在对完整岩石强度的削弱作用；在节理岩体施工中，由于台阶法工法会对围岩产生多次扰动，造成围岩变形加剧，台阶法开挖相对全断面开挖失去原有的沉降小等优势；隧道的最大竖直沉降量随着节理面粗糙度取值的增加呈非线性减少关系，当粗糙度系数JRC＜12时，隧道的最大沉降量随JRC值变化缓慢，当JRC＞12时，随JRC值的增大，最大沉降量急剧减小；隧道水平收敛值随节理粗糙度增大基本呈线性减小关系。 本文的研究成果对近接隧道基坑开挖和节理破碎岩体中隧道的安全施工有着重要的指导意义，并能为类似工程提供参考。 |
| 作者： | 郑晨 |
| 专业： | 矿业工程 |
| 导师： | 张昌锁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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