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岩溶隧道底板安全厚度及稳健性研究——以仙人洞隧道为例
| 论文题名： | 岩溶隧道底板安全厚度及稳健性研究——以仙人洞隧道为例 |
| 关键词： | 岩溶隧道;超前地质预报;数值模拟;处治措施;安全厚度 |
| 摘要： | 近年来随着我国铁路建设逐渐向山区推进，由于线型和地形、地质条件的限制，隧道成为铁路建设的主要结构形式之一。在岩溶隧道工程建设过程中，地下地质灾害成为影响工程安全的主要工程地质问题。特别是岩溶隧道底板塌陷问题会变得非常突出，这会造成施工设备严重损坏，工期延长，工程费用增加，给整个道路施工带来极大不便并对铁路后期运营造成潜在威胁。因此针对隧道岩溶地质灾害的研究就变得日益重要。 本文较为全面地总结了岩溶隧道底板探测方法，采用结构力学近似法对隧道底板最小安全厚度进行了计算，利用数值分析方法研究了隧道底板在多种因素影响下的稳定性，引入Info-Gap理论建立了隧道底板的稳健性模型并进行了评价，总结了常见的底板岩溶处治措施并针对仙人洞隧道提出了合理处治方案。取得的成果为: 1.较为全面地总结了目前岩溶隧道底板探测方法并在此基础上结合具体工程中的底板探测资料，提出了一套有效的岩溶隧道底板探测组合模式。 2.采用结构力学近似法针对隧道围岩等级为Ⅱ级、底板以下3m位置存在椭圆形溶洞(跨度为15.2m，长半轴为4m，短半轴为3m)的岩溶隧道底板进行了抗弯和抗剪稳定性计算，得出该情况下隧道底板最小安全厚度为5.43m。 3.采用FLAC3D数值模拟软件对岩溶隧道底板进行了模拟计算，建立了围岩厚度为3m、5m和7m这三种情况下的数值计算模型，研究了溶洞形状、二次衬砌、溶洞与隧道交角对隧道底板稳定性的影响。模拟结果表明当围岩厚度为5m时隧道底板处于基本稳定状态，围岩厚度为7m时隧道底板处于稳定状态。 4.利用Info-Gap理论，建立隧道底板稳健性分析模型。分析了围岩厚度为3m和7m时隧道底板的稳定性，得出了当底板围岩厚度为3m时，隧道底板不稳定，围岩厚度为7m时隧道底板处于稳定状态的结论。 5.对常见岩溶隧道底板塌陷的处治措施进行了研究，针对仙人洞隧道底板的具体情况提出了采用填筑进行处治的方案建议。 |
| 作者： | 谢轲 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 巨能攀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 成都理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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