原文传递
凤凰山隧道浅埋软弱围岩与支护结构的相互作用研究
| 论文题名： | 凤凰山隧道浅埋软弱围岩与支护结构的相互作用研究 |
| 关键词： | 岩土工程;浅埋软弱隧道围岩;支护结构;现场试验;相互作用 |
| 摘要： | 浅埋隧道建设过程中,围岩—支护结构受力和变形特性是隧道能否保持稳定的关键,尤其是软弱围岩地段。围岩—支护结构的稳定性评价与隧道设计和施工密切相关,支护结构合理参数的选取,是隧道安全施工和运营的保证,所以有必要对浅埋隧道软弱围岩与支护结构的相互作用展开研究。 本文依托凤凰山隧道建设项目,通过施工现场实测资料,结合有限元数值模拟,对浅埋隧道软弱围岩及支护结构力学与变形特性展开研究。主要成果如下: 1.通过现场实测资料得出:(1)隧道围岩压力分布不均匀,仰拱底和拱脚处围岩压力较大。(2)初衬对二衬的压力以及二衬混凝土应力均较小,远小于C25初喷混凝土和C30二衬钢筋混凝土的轴心抗压、抗拉强度,隧道变形和受力小,支护结构安全。(3)隧道开挖过程中,随掌子面与测试断面距离增大,掌子面施工对测试断面处围岩扰动逐渐减小,当两者间距离大于15m,掌子面施工对测试断面处围岩扰动已很小,测试断面处围岩逐渐达到二次稳定。(4)围岩累计沉降量最大值出现在拱顶,两测试断面分别为25mm和30mm;收敛量最大值出现在起拱线附近,分别为11mm和12mm。 2.通过有限元数值计算得出:(1)隧道上覆岩体厚度从5m到20m变化时,隧道围岩应力增大,围岩变形减小;上覆岩体厚度从20m到60m变化时,围岩变形增大,得出上覆岩体厚度为20m是隧道能形成拱效应的界限厚度。(2)隧道上覆岩体偏压导致右侧围岩应力大于左侧,右侧拱腰处竖向变形大于拱顶,偏压隧道围岩竖向变形以偏压侧拱腰处竖向变形来控制。(3)隧道施工从上台阶开挖到二衬封闭,围岩应力逐渐减小,围岩变形和支护应力逐渐增大;隧道采用上下台阶法施工,支护结构受力均匀稳定,能有效抵抗围岩应力,确保了隧道施工和运营的安全。 论文研究成果为浅埋软弱围岩隧道的设计和施工提供了科学依据,具有重要的理论与工程实用价值。 |
| 作者： | 曹文海 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 冯忠居 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
