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隐伏溶洞与山岭隧道间安全厚度预测及其稳定性研究
| 论文题名： | 隐伏溶洞与山岭隧道间安全厚度预测及其稳定性研究 |
| 关键词： | 隐伏溶洞;山岭隧道;安全厚度;围岩稳定性;回归分析;支护结构 |
| 摘要： | 随着我国西部大开发战略的实施,在我国西南岩溶地区修建的长大山岭隧道也相对多了起来,遇到的岩溶问题也必然增加,其中如何合理的确定隐伏溶洞与山岭隧道间临界安全厚度并分析隐伏溶洞对隧道结构稳定性的影响特征是关键。本论文以在建的重庆城口至四川万源快速通道上的自芷山隧道为工程背景,针对以上两个关键问题做了以下几方面内容的研究: ①通过总结隐伏溶洞与隧道间安全厚度的研究现状,并结合岩体力学中围岩应力基本理论知识,挑选出了影响隐伏干溶洞与隧道间安全厚度的主要因素如下:溶洞相对于开挖隧道的位置;溶洞的跨度(取靠近隧道一侧的椭圆形溶洞的水平或者竖直跨度为研究变量);溶洞形状的变化(通过改变椭圆形溶洞的高跨比来实现);岩体的粘聚力、内摩擦角、容重、泊松比、弹性模量以及隧道或溶洞的埋深。 ②以有限元分析软件Ansys11.0为数值模拟工具,将八个主要影响因素(溶洞跨度,溶洞高跨比,岩体的粘聚力、内摩擦角、容重、泊松比、弹性模量和隧道埋深)分别设定成八个水平,均匀的分配到L64(8°)正交表中分别针对隐伏溶洞处于隧道正上方、正右方和正下方三个位置时隐伏溶洞与隧道间的安全厚度进行正交试验。并绘制了安全厚度分别随八个影响因素的变化曲线,对不同的安全厚度—影响因素特征曲线进行了分析和总结,从特征曲线可以发现,安全厚度与很多影响因素存在较好的线性关系,尽管在数值模拟计算过程中做了很多假设和简化,但最终所得到的曲线整体上还是呈现出一定的规律性,并且很多变化规律还是可以用力学知识进行较好的解释。最终采用多元回归法分别给出隧道与正上方、正右方和正下方隐伏溶洞间临界安全厚度的预测公式。 ③为分析隐伏溶洞对隧道结构稳定性的影响,以白芷山隧道K29+020断面为分析对象,重点分析了隐伏溶洞处在隧道正上方、正右方和正下方三个特殊位置时隐伏溶洞与隧道间距离、隐伏溶洞本身高跨比和跨度变化对隧道围岩位移、支护结构内力和锚杆轴力的影响特征,总结出一些有用的信息,为同类隧道的设计、施工和后续研究提供有益的借签和参考。 |
| 作者： | 宋建禹 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 徐林生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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