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膨胀性粉质粘土地层下隧道进洞措施研究
| 论文题名： | 膨胀性粉质粘土地层下隧道进洞措施研究 |
| 关键词： | 隧道洞口段;膨胀土;位移反演;应力监测;地表注浆 |
| 摘要： | 本文依托牡丹江爱民隧道洞口段工程实例，以现场监测数据为基础，运用位移反演、数值模拟以及对比分析的方法得出了膨胀性粉质粘土的相关参数，介绍了全断面地表注浆的施工工艺与施工方法，分析了注浆后的隧道支护受力特征。主要研究工作及结论如下: (1)介绍了洞口段初期施工中三次事故的发生过程，对事故的原因进行了分析并提出相应治理措施。 (2)结合现场土体失稳情况对膨胀性粉质粘土的胀缩性、裂隙性和超固结性做了简要概括。以现场监测数据为基础，运用位移反演的方法得到膨胀性粉质粘土的开尔文抗剪模量、开尔文粘性系数、麦斯威尔抗剪模量、麦斯威尔粘性系数，将其代入FLAC3D模型进行位移计算，并将得出的计算位移与实测位移进行对比，发现两者误差在工程允许范围内。 (3)将位移反演得到的注浆后的围岩力学参数输入FLAC3D模型，对0.6m与1.2m开挖进尺情况下的隧道周边位移、初期支护应力进行对比分析，得出结论:0.6m开挖进尺的最大位移比1.2m开挖进尺的最大位移大了30％左右;0.6m开挖进尺的初期支护最大主应力与最小主应力比1.2m开挖进尺的初期支护应力值分别大了1％和2.4％。可见，0.6m开挖进尺能更好的控制隧道围岩位移，虽然如此，但缩短进尺必然会增加施工工序和工期，所以在1.2m开挖进尺可以保持掌子面稳定的情况下，采用1.2m开挖进尺，有利于控制围岩位移、缩短工期、节省开支。 (4)简述了全断面地表注浆的施工工艺与施工方法，对注浆段DK293+090断面初期支护与二次衬砌的应力监测数据进行了分析。通过对比注浆与未注浆断面的围岩位移监测数据发现，注浆断面围岩位移值较注浆断面减小了50％;通过对比注浆与未注浆断面的围岩应力监测数据发现，注浆断面各关键部位的围岩压力与钢拱架应力增长速率明显减小，围岩压力最终收敛值分别减小了36％、82％、66％、56％、56％，钢拱架应力值分别减小了51％、74％、70％、33％、85％。可见，注浆后隧道围岩各关键部位的位移和受力都有减小，说明全断面地表注浆对改善膨胀性粉质粘土性质、提高围岩稳定性具有显著效果。 |
| 作者： | 司正飞 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李德武 |
| 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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