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浅埋软岩隧道失稳机理及塌方处理研究
| 论文题名： | 浅埋软岩隧道失稳机理及塌方处理研究 |
| 关键词： | 公路隧道;浅埋软岩;失稳机理;塌方处理 |
| 摘要： | 本文在统计分析大量以往浅埋软岩公路隧道围岩失稳以致发生塌方灾害的研究成果上，以遵义子尹隧道施工中发生的塌方事故为具体案例，通过采用有限差分和离散元分析方法对隧道塌方进行计算，并对比分析两种方法的适应情况。着重分析了工程地质条件、节理裂隙发育、不同埋深等因素对隧道塌方灾害的影响，从而较全面的探讨出塌方产生的原因和机理，并根据子尹隧道塌方的原因和特点确定出相应的处治方法。论文主要研究工作和成果如下: ①通过统计分析以往浅埋软岩公路隧道塌方案例，对隧道塌方灾害类型进行了分类，并从中归纳出塌方的一些主要影响因素与相应的预防措施。 ②以子尹隧道塌方事故为具体案例，用有限差分方法以及离散元方法对隧道塌方进行数值模拟计算。通过计算发现，在拱肩45°以上方向出现应力突变区域，而且该部分塑性区的面积明显，在一定范围内基本形成了剪切破坏，从塑性区的贯通来看，可以认为该处塌方已经发生。 ③考虑节理化后岩体洞项以上部位，岩块沿着节理面发生了明显的滑移张开，失稳现象明显，塌方比较严重。由于塌方断面处岩体破碎，裂隙发育贯通，加之过大爆破振动使软弱结构面强度大大降低，最终导致塌方的产生。坍塌形式主要以拱顶以上岩体拱形冒落为主，坍塌拱形状已经明显形成，拱腰也有多处发生开裂，并引起地表下陷。根据塌方事故发生的原因和机理，提出了相应的处治方法。 ④对比两种分析隧道塌方的数值方法，可以认识到有限差分的计算能表征出围岩塌方的初始性态，而离散元能通过岩体的渐进破坏分析以及块体大变形运动循环迭代计算，能较大程度的模拟实际塌方情况。 ⑤最后采用离散元软件UDEC进行隧道塌方数值模拟的结果进行了综合分析，着重研究评价了不同埋深、不同的围岩级别、不同岩体节理化程度等因素对塌方事故的影响，从不同角度讨论了塌方事故的发生原因和机理。 |
| 作者： | 李珏池 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 高峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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