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城市浅埋隧道围岩损伤特征及工法优选研究
| 论文题名： | 城市浅埋隧道围岩损伤特征及工法优选研究 |
| 关键词： | 城市隧道;围岩损伤;微震监测;工法优选 |
| 摘要： | 受限于地形条件和交通布局，城市隧道多为浅埋暗挖隧道，而在隧道施工前的方案设计以及施工过程中的围岩安全监测和稳定性分析上仍存在诸多问题，本文针对当前城市浅埋隧道在施工方案设计上过于依赖经验，评价体系模糊以及施工过程围岩监测滞后和不可靠等问题，进行了针对性的讨论，从岩石损伤的角度分析了城市浅埋隧道的围岩稳定性，并提出相应的解决方案。主要研究内容与结论如下： （1）利用微震监测手段对重庆市红岩村隧道群进口段隧道右线开挖过程进行实时、三维、整体监测，监测区域内隧道布置形式复杂，存在不同的隧道空间相对位置，即并列，重叠和交错分布。本文从岩体损伤角度研究微震活动及其参数信息的时空演化特征，同时结合RFPA3D建立的符合工程实际的三维模型，从细观演化层面揭示了夹岩裂隙发育扩展特征，探讨开挖过程对夹岩的影响并评定了主要的损伤区域。 （2）为了研究隧道间距对于红岩村隧道群三纵线隧道右线开挖对下部地铁隧道的影响程度，建立不同间距的二维隧道模型，研究安全系数的变化和围岩破坏特征。结果显示：随着隧道夹岩厚度的不断减小，破坏模式逐渐由边墙破坏变成夹岩贯通破坏和远侧边墙破坏，在夹岩厚度小于12m时，属于强影响区域，夹岩在12m到24m范围内时为弱影响区。 （3）基于层次分析法，综合考虑隧道施工过程围岩稳定，施工成本和工期进度等指标，根据其重要程度赋予权重，建立重庆市白居寺地铁车站主体隧道施工方案评价分析模型，实现施工方案评价过程中的量化。根据评价模型，对双侧壁导坑法和台阶法两种施工方案进行了比选分析。分析结果显示，相较于台阶法，双侧壁导坑法在施工过程中因中岩柱的支撑作用，对于施工安全的提高较为有限，两者开挖后的安全系数分别为3.53和3.13，由此看出两种施工方式都能保证施工的安全；但由于中岩柱的临时支护和延后拆除，导致工期和施工成本有明显幅度的增加。最后根据层次分析法建立的层次分析指标模型，通过量化评价确定台阶法施工更优。 （4）通过数值模拟分析，得出浅埋隧道围岩损伤过程中的微震数量和能量与岩体折减强度之间的关系，形成以微震监测数据为指标的围岩稳定性判别标准，并对白居寺地铁车站主体隧道台阶法开挖过程进行微震监测，评估岩体的损伤和力学状态。根据判别标准，白居寺车站隧道在开挖过程中微震数量处于低水平，围岩保持稳定。可以为浅埋暗挖隧道的微震监测数据提供一种评价思路。 |
| 作者： | 冯芝强 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 马天辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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