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隧道开挖的空间效应规律及其应用
| 论文题名： | 隧道开挖的空间效应规律及其应用 |
| 关键词： | 隧道开挖;空间效应规律;围岩变形规律;圆形隧洞;收敛-侧限法;Hoek-Brown准则 |
| 摘要： | 隧道开挖过程的围岩变形信息不仅是岩体开挖时行为功能直接发出的信息，而且也是现场施工过程中能直接监测到的重要参数。设计人员迫切需要知道随掌子面推进时围岩变形的发展变化过程以便合理设计支护结构；同时，施工人员需要利用已监测的部分变形数据而对围岩的总变形及其稳定性作出判断。作为收敛-侧限设计方法的三大重要组成部分之一，隧洞纵向变形规律曲线(Longitudinal Deformation Profile，LDP)能有效地反映洞壁围岩变形随掌子面推进的演化过程并可借此推算围岩的总变形；然而，原有适用于静水应力条件下圆形隧洞全断面开挖的纵向变形规律公式是否适用于复杂地应力下圆形及城门洞形隧洞全断面及分部开挖，尚需进行进一步的研究。 因此，本文借助于适合于岩土工程的FLAC3D数值分析软件，采用能综合考虑岩块力学特性及岩体地质条件的改进Hoek-Brown准则选取岩体力学参数，对圆形隧洞和城门洞形隧洞三维开挖下的纵向变形规律曲线进行了研究，并对不同监控量测测点、不同初始地应力条件、不同围岩类型、不同洞室埋深、不同洞室高跨比、不同开挖方式影响下该曲线的变化规律进行了深入分析，进一步得到了不同影响因素下归一化位移系数与掌子面推进位置的对应关系以及各因素的影响大小。 在此基础上，通过重点研究城门洞形隧洞全断面及上下台阶开挖下侧压力系数及围岩强度参数对纵向变形曲线规律的影响，利用曲线的自相似性进一步对其影响规律进行了简化描述，进而提出了确定该规律的经验公式，最后应用该公式与紫坪铺水利枢纽工程导流隧洞现场监测数据进行了对比分析。对比结果表明该经验公式能简便、较准确地预测围岩变形规律。这一研究成果对于深入了解围岩变形规律、判定围岩稳定性和确定支护时机具有重要的指导作用。 |
| 作者： | 尹建军 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 张平;曹文贵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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