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公路隧道围岩变形特征与稳定性评价研究
| 论文题名： | 公路隧道围岩变形特征与稳定性评价研究 |
| 关键词： | 公路隧道;围岩级别;稳定性评价;围岩变形 |
| 摘要： | 随着国民经济建设的迅速发展，我国高速公路的建设越来越多，随之而来的是高速公路隧道的快速发展。高速公路隧道施工有其自身独特的特点，在现有的施工条件下，迫切需要建立和健全隧道围岩的稳定性评价体系，通过评价体系，可以让设计、施工人员更系统、全面了解隧道施工过程中的危险因素，促使做好施工控制技术措施。因此对高速公路隧道围岩变形特征与稳定性评价进行研究，这对隧道设计和施工有着极为重要的指导意义。论文主要的研究内容和取得的成果如下： (1)结合高速公路隧道围岩中的Ⅱ～Ⅳ级围岩进行了双轴剪切流变试验，通过试验结果分析，研究了围岩的变形特征，得到了Ⅱ～Ⅳ级围岩的流变规律。通过模型辨识表明：Ⅱ、Ⅲ级围岩采用广义Kelvin模型，Ⅳ级采用伯格斯模型，Ⅴ级围岩采用非线性流变模型，可以较好模拟围岩的流变特性；试验还得到了Ⅱ～Ⅳ级围岩的流变参数；并通过对试验结果与不同级别围岩流变模型的对比分析，进一步验证了流变模型的合理性。 (2)基于40座两车道NATM高速公路隧道的现场监测数据，通过对大量的围岩收敛变形和拱顶下沉数据的统计分析，研究了隧道变形与围岩级别、开挖方式、时间、距离等因素的关系，探讨了隧道Ⅱ～Ⅳ级围岩变形随时间和距离的变形特性，分析不同级别围岩从开挖到变形稳定时的时间以及稳定距离；同时，也得到了变形稳定时的收敛和拱顶下沉值，以此作为隧道不同级别围岩变形的稳定性评价指标；为隧道施工阶段围岩的稳定性评价以及二次衬砌的合理施做时机提供了依据。 (3)结合隧道的实际施工过程，进行三维建模，探讨不同级别的围岩变形随空间(距掌子面距离)发展规律，通过与现场实测数据的对比，得到了隧道围岩应力的释放规律；基于此以及前述流变试验的本构模型以及围岩的收敛变形，利用改进的自适应遗传算法进行粘弹性位移优化反分析，以研究围岩变形随时间的变化规律。 |
| 作者： | 苏京伟 |
| 专业： | 隧道及地下建筑工程 |
| 导师： | 蔡永昌;刘学增 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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