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超大规模地下铁路车站围岩强度研究
| 论文题名： | 超大规模地下铁路车站围岩强度研究 |
| 关键词： | 超大规模;地下铁路车站;围岩强度;数值模拟;层次分析法;支护结构 |
| 摘要： | 本文以新京张城际铁路八达岭地下车站为依托，查阅相关资料，对大跨度地下工程的研究现状、基于模糊数学的围岩分类的研究现状等有了一个基本的认识，然后根据前期的勘察和实验资料做了如下相关工作并且得到了一些研究成果： 1.根据实验和勘察资料，在RMR分级的基础上通过模糊数学再次对围岩级别进行研究，根据评价结果可知，八达岭地下车站围岩，可以认为是三级偏弱，也可认为是四级偏强，如果考虑经济效益可选用三级围岩进行设计，如果考虑施工安全可选用四级围岩进行设计。 2.根据八达岭地区花岗岩的常规三轴试验数据，对不同强度准对实验数据进行拟合。根据拟合结果，建议在工程实际中可采用Drucker-Prager强度准则。 3.通过定性的方式研究跨度对围岩塑性区的影响。研究结果显示，第二主应力和地质条件等对塑性区有一定的影响。 4.研究不同跨度、不同计算理论下作用在支护结构上的围岩压力。从围岩压力计算结果可知，普氏理论对于岩石坚固系数的依赖较高，计算结果偏于不安全；按太沙基理论和Bieniawski理论计算出的嗣岩压力最大，在深埋地下工程中不是很适用；按《公路隧道设计规范》计算出的围岩压力处于中间，具有一定的平均效果，可作为设计的参考。 5.基于层次分析法研究断面形状和扁平率对围岩强度的影响。结果可知，不同断面的权重排序为：D3(椭圆形)>D4(圆形)>D2(马蹄形)>D1(矩形)，即椭圆形断面方案最优。 6.对扁平率为0.5～0.9的椭圆形断面的围岩应力状态进行对比，最后确定最优的扁平率。根据数值模拟结果的，结合国内外以往修建的大跨度地下工程的实际经验，发现埋深较大的大跨度地下工程扁平率控制在0.6～0.8之间较为合理，对八达岭地下车站，建议采用扁平率0.70进行设计施工。 7.研究不同施工步中围岩应力的变化，提出合理的开挖施工和支护方案。根据数值模拟的计算结果可知，随着施工的进行可能导致已开挖的部分拱顶稳定性变差，拱腰处应力集中程度变强，拱底有可能鼓起，所以施工过程中要加强对已开挖部分的监控量测，当发现不稳定迹象时及时采用支护措施进行处理。 |
| 作者： | 李明 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 贺少辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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