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穿越富水破碎带隧道开挖围岩稳定性分析及施工方案优化
| 论文题名： | 穿越富水破碎带隧道开挖围岩稳定性分析及施工方案优化 |
| 关键词： | 山岭隧道;富水破碎带;开挖施工;排水设计;围岩稳定性 |
| 摘要： | 随着我国城镇化建设的推进，山岭隧道的需求与日俱增。由于在山区修建公路，受地形限制和交通选线的制约，不得不修建一些深埋小净距隧道。断层破碎带应属常见的不良地质类型，其低强度、高透水性使得围岩稳定性较差，开挖不当容易引发施工事故;此外在隧道的修建和运营中地下水也会对隧道支护结构产生渗流力的作用，影响隧道结构安全。选取怎样的施工方案以便隧道能安全高效的穿越富水破碎带并有效的控制地下水排放保证生态平衡是深埋小净距隧道在设计和施工中的面临的关键问题。针对这一问题，本文依托浙江省苍南县大坪尾隧道，通过勘查施工现场、收集有关资料、查阅相关文献、选用数值模拟分析方法对深埋小净距隧道穿越富水破碎带这一课题进行研究，主要研究内容如下: (1)整理了小净距隧道的特征、分类及其施工关键点，然后就大坪尾隧道的工程概况以及隧道穿越的富水破碎带段的水文地质情况进行了介绍。 (2)在未考虑地下水的渗流作用的影响下，利用FLAC3D软件模拟隧道穿越破碎带的施工，通过比较不同施工方案下围岩的竖向位移、中夹岩柱水平位移、应力分布及围岩塑性区分布等结果，得到了本工程穿越破碎带时最优的隧道施工方案。 (3)总结了岩体结构、岩体渗流等相关理论知识，并对岩体渗流场与应力场的流固耦合进行了数值推导，介绍了不同裂隙岩体渗流模型的特点。 (4)在上述研究结果的基础上，基于流固耦合理论对隧道穿越富水破碎带的施工进行数值模拟，以隧道围岩稳定性为指标将其与未考虑流固耦合作用下的隧道开挖进行了比较，发现隧道穿越富水地带的开挖有必要考虑地下水渗流作用的影响。此外基于流固耦合理论以隧道左洞为例从衬砌水压力、二衬竖向位移以及隧道排水量等角度详细对比了不同防排水方案的优劣，得到了本工程最合适的防排水方案设计。 |
| 作者： | 何瀚 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 凌同华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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