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水平层状围岩隧道基于仰拱数值分析的支护优化设计
| 论文题名： | 水平层状围岩隧道基于仰拱数值分析的支护优化设计 |
| 关键词： | 层状围岩;数值分析;隧道工程;破坏形式;隧道稳定性;注浆锚杆 |
| 摘要： | 我国国土面积广阔，便造就其地质结构独有的复杂性特点，其中最普遍的就是层状构造的岩石，大约占我国国土面积的77.3%，同时也约占全世界陆地面积的66.6%。由于岩石的这种显著层理构造，导致其构造变形方面以及强度等物理性质方面表现出各向异性的特点，所以层状岩石的破坏形式以及机制都与其它岩体表现出显著的差异性。除此之外，在隧道工程建设领域经常会遇到大量与层状岩体稳定性等相关的问题，因此，针对层状岩体隧道在开挖过程中的稳定性等问题展开研究已经显得迫切需要。 本文在理论研究的基础上，借助于FLAC3D数值模拟软件对IV1级两车道底部不同厚度的水平层状围岩隧道稳定性以及支护效果进行分析，建立平底模型、仰拱模型和底部加注浆锚杆模型，每种模型的底部层状围岩总厚度均为1m、2m、5m，每种厚度又分为0.5m/层和0.25m/层，共计18个模型。并对各模型的围岩应力、位移、初期支护的受力特点、锚杆轴力、塑性区体积以及二衬变化规律进行研究，分析结果如下： （1）三种不同厚度水平层状围岩数值模拟中，仰拱的使用使得底部位移的减小效果最为明显，底部加注浆锚杆模型次之，但与仰拱的差距都控制在10%以内。 （2）在控制应力、塑性区体积、锚杆轴力以及二衬方面，底部加注浆锚杆模型稍好于仰拱模型。 （3）通过分析IV1级两车道不同厚度水平层状围岩隧道稳定性以及不同支护效果，可以结合实际工程数据考虑用底部加注浆锚杆来替代仰拱施工。 |
| 作者： | 孙晓杉 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 徐东强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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