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滴水岩软岩隧道施工力学特性研究
| 论文题名： | 滴水岩软岩隧道施工力学特性研究 |
| 关键词： | 软岩隧道;监控量测;数值模拟;工法优化 |
| 摘要： | 随着我国越来越多的公路隧道开工建设，隧道的建设标准也越来越高。同时，在隧道施工中不可避免地会遇到许多隧道的建设问题。软岩隧道由于围岩稳定性差、围岩大变形等特征，在施工过程中易发生塌方等事故造成人员伤亡。本文归纳整理了软岩的变形特征与强度特征、影响软岩隧道围岩稳定性的因素以及软岩隧道施工中易发生的灾害，总结了防止灾害发生的技术措施。结合滴水岩隧道软弱围岩段的工程实例，借助有限元软件Midas-GTS建立三维模型，模拟分析三种不同施工方法对围岩稳定及初期支护的影响，依据一定的评定标准，比选出合理的施工方法，并对其进行台阶长度和开挖进尺两个方面的施工优化。主要研究成果如下: (1)根据数值模拟的结果可知，上下台阶法、三台阶法和CD法开挖下隧道围岩变形、围岩强度以及初支安全性均满足规范要求，三种施工方法都可以采用。考虑到施工效益、施工进度等因素，建议滴水岩隧道软弱围岩段采用上下台阶法进行施工。 (2)采用比选得到的上下台阶法施工，通过比较不同台阶长度开挖下目标断面围岩位移场、围岩应力场和初支安全性可知，台阶长度越长，围岩变形越大，围岩稳定性越差，初支安全系数越低。依据规范，台阶长度3m、5m均能满足施工要求，台阶长度10m不能满足要求。考虑到施工进度等因素，建议滴水岩隧道软弱围岩段开挖台阶长度采用5m。 (3)采用台阶长度5m的上下台阶法施工，比较不同开挖进尺目标断面围岩目标断面围岩位移场、围岩应力场和初支安全性的差异。研究发现，开挖进尺越大，围岩变形越大，围岩稳定性越差，初支安全系数越低。依据一定的判断标准，开挖进尺0.6m、1m和1.2m均能满足规范要求。考虑到施工工期等因素，建议滴水岩隧道软弱围岩段开挖进尺选用1.2m。 (4)通过对滴水岩隧道软弱围岩段K33+640断面的监控量测进行整理分析，研究了隧道拱顶及上台阶测线的位移，时间变形曲线的规律。通过对实测数据进行回归分析得到监测断面处围岩的最终变形量。最后通过对比现场实测数据与数值模拟数据，验证了数值计算的可靠性。 |
| 作者： | 张钊 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 严松宏;李明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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