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大跨度小净距公路隧道施工监测及围岩稳定性研究
| 论文题名： | 大跨度小净距公路隧道施工监测及围岩稳定性研究 |
| 关键词： | 公路隧道;施工监测;参数智能识别;围岩稳定性 |
| 摘要： | 随着我国高等级公路的飞速发展,公路隧道的数量日益增多。由于特殊地质及地形条件的限制,隧道净距一般都难以满足普通技术规范的要求,在分离式隧道难以解决上述问题时,出现了连拱隧道。但连拱隧道施工工艺相当复杂,工期长,也存在防水困难、投资较大等不足。为了解决以上问题,衍生出一种新的结构形式小净距公路隧道。与铁路隧道相比,公路隧道跨度大,扁平率低,开挖多采用分部法。从安全的角度讲,隧道净距越小,跨度越大,风险越大。因此,针对大跨度小净距公路隧道的围岩稳定性问题进行系统深入的研究具有重要的意义。第一,系统地介绍了大跨度小净距公路隧道施工监测方案和监测成果,得出隧道在开挖期间围岩周边收敛量、围岩变形速率、地表沉降、接触应力和锚杆轴力的应力变化规律,并进行了爆破振动监测。测试结果显示:周边收敛量、围岩变形速率和爆破振动速率都在规范规定的范围内;中夹岩柱处的受力比较复杂,接触应力和锚杆轴力在中夹岩柱处明显较大,但设计锚杆仍然有很大的安全储备。第二,基于数值模拟与神经网络相结合的位移反分析方法,采用正交试验方法构造学习样本,保证了网络预测的准确性,同时减少了试验次数。应用MATLAB6.5提供的神经网络工具箱进行人工神经网络的训练和仿真,经测试误差控制在5％以内,利用训练好的网络对洞口段的K1+760断面进行围岩参数智能识别,为大跨度小净距公路隧道的有限元分析提供更符合工程实际的围岩参数。第三,为了研究大跨度小净距公路隧道的受力特性及稳定性,先从无支护洞的分析着手,进行数值模拟,在Ⅲ~Ⅴ类围岩、埋深10m~55m和净距3m~24m情况下,组合成72种不同工况,结果发现不同围岩类别、埋深和净距对隧道的位移场、应力场和塑性区的变化产生较大影响。然后,重点对依托工程的K1+760断面进行了有限元分析,分析发现:依托工程在现有跨度和净距的条件下,两洞在施工过程中,后行洞的开挖对先行洞的周边位移、围岩内的应力及塑性区等均会产生一定的影响,但在支护条件下,影响程度较小,对围岩的稳定不构成危险。第四,通过监测和数值分析可知,初期支护施工后,经过一段时间的应力调整,其变形和支护结构受力趋于稳定,说明岚峰隧道支护措施设计是安全可靠的,也是合理的。 |
| 作者： | 胡建明 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 张永兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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