详情

原文传递溶洞与隧道间岩层安全厚度研究

论文题名：	溶洞与隧道间岩层安全厚度研究
关键词：	岩溶地区;隧道施工;岩层安全厚度;强度折减法;有限元模型;线性回归
摘要：	在岩溶地区的隧道开挖过程中，会碰到各式各样的隐伏溶洞；当溶洞与隧道间的岩层达到多厚时，溶洞才不会对隧道的施工安全造成影响是在岩溶地区设计及施工过程中亟待解决的问题之一。本文以广西六寨至河池高速公路瑶寨隧道为研究背景，对溶洞与隧道间岩层的安全厚度进行数值模拟分析，揭示各因素对岩层安全厚度的影响规律，建立既满足隧道开挖和运营的安全要求，又满足隧道建设的经济性要求的溶洞与隧道间岩层安全厚度预测模型，为实际的工程提供理论依据和技术支撑。　　采用大型有限元软件ANSYS建立二维溶洞与隧道有限元模型，对岩层安全厚度的主要影响因子进行分析，可知岩层重度、溶洞跨度、溶洞高跨比、隧道埋深4个影响因子与溶洞与隧道间岩层安全厚度呈增函数关系；岩层的内摩擦角、粘聚力、泊松比3个影响因子与安全厚度呈减函数关系；隧道埋深、溶洞跨度和岩层内摩擦角对安全厚度的影响最大，岩层粘聚力、泊松比以及重度的影响次之，溶洞高跨比影响较小；岩层的弹性模量对塑性区的影响甚微，对溶洞与隧道间岩层安全厚度基本没有影响。　　在数值模拟的基础上，运用线性回归方法对影响溶洞与隧道岩层安全厚度的影响因子进行了多元线性回归分析，分别建立了适用于马蹄形隧道的顶部、侧部和底部溶洞与隧道间岩层安全厚度预测模型。　　考虑到岩体中存在大量的软弱夹层、节理裂隙、岩脉和断层破裂带等不连续结构面，依据强度折减法对岩层粘聚力和内摩擦角进行折减，修正了溶洞与隧道间岩层的安全厚度预测模型。
作者：	邱新旺
专业：	防灾减灾工程及防护工程
导师：	杨斌
授予学位：	硕士
授予学位单位：	广西大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文