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基于施工扰动-雨水渗透耦合的水工隧道洞口段稳定性研究
| 论文题名： | 基于施工扰动-雨水渗透耦合的水工隧道洞口段稳定性研究 |
| 关键词： | 水工隧道;洞口段;施工扰动;雨水渗透;稳定性;数值模拟 |
| 摘要： | 水工隧道洞口段一般处于受地表水侵蚀严重、风化裂隙发育的斜坡面上，加上洞口段埋深往往较浅，支护结构上部岩土体难以形成承载拱。因此洞口段在经过开挖施工扰动后地层表面极易受拉开裂，如果施工期又处在雨季时，雨水经地表全风化层或者裂缝进行下渗，很容易造成洞口段塌方冒顶，因此研究施工扰动-雨水渗透耦合作用下隧道洞口段的稳定性研究具有极为重要的意义。本文以某浅埋隧道洞口段为工程依托，在现有的研究成果基础上，针对隧道洞口段中存在雨水渗透和施工扰动问题采用理论分析、现场监测和数值模拟等方法进行研究，具体研究内容如下: (1)对岩体工程反分析法进行了归纳总结，建立了位移分析结果的检验方法;对雨水渗透下破碎风化岩体中存在的各种物理化学作用过程进行了分析，解释了破碎岩体强度在雨水渗透下的变化情况以及孔隙水压力在其中作用形式。 (2)参考国内相关规范并结合某浅埋隧道洞口段的实际情况，制定相应的监控量测计划，对某隧道洞口段的围岩以及支护结构的受力变形情况进行监测，对监测后得出的数据进行分析研究;同时对隧道洞口段进行超前地质预报，结合探测数据对洞口段的工程地质进行分析。 (3)基于监控量测得到的数据，并结合黄金分割的优化参数法建立数值模型对隧道围岩的力学参数（变形模量E、粘聚力c、内摩擦角φ）来反演，对反分析演的结果进行了检验。 (4)将位移反分析法得出的围岩参数作为分析洞段最终的围岩参数，建立数值分析模型，对不同降雨持续时间、不同施工工法时雨水渗透-施工扰动耦合作用下隧道洞口围岩以及支护结构的稳定性进行数值模拟，研究表明:雨水随着时间持续在土体中逐步往下渗透，隧道周围的岩土体的饱和度表现出梯度变化的规律，降雨作用下湿润锋线逐步往下移，雨水的下渗增大了隧道拱顶上覆土的重量，其产生的渗流力对隧道的稳定性影响要弱于增加重力的影响;施工扰动-雨水渗透耦合作用下隧道稳定性最差，雨水渗透的作用要弱于施工扰动的作用。 |
| 作者： | 蔡奇鹏 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 荣耀;林军志 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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