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基于压力拱理论及应力释放率的隧道围岩稳定性研究
| 论文题名： | 基于压力拱理论及应力释放率的隧道围岩稳定性研究 |
| 关键词： | 大跨度隧道;软弱围岩;数值模拟;压力拱理论;应力释放率;稳定性分析 |
| 摘要： | 隧道的开挖过程中，隧道周围的岩体应力状态随即发生改变。压力拱效应的形成对隧道的自稳能力以及隧道的深、浅埋划分有着决定性作用，这也是对于软弱或具有流变性质的围岩，隧道支护结构设计中围岩应力释放率的选择的一个重要的参考。本文采用数值方法，研究了隧道结构设计参数、工程地质条件、压力拱效应以及围岩应力释放率之间的内在关系，具体内容如下： （1）以京新高速金盆湾隧道为工程依托，描述了隧道施工过程中的压力拱效应，采用应力路径分析方法，给出了隧道压力拱的定义和内、外边界的确定方法。 （2）通过MIDAS/GTS数值模拟，定量地研究了隧道埋深、隧道跨度、围岩力学参数、隧道围岩分层、施工过程等因素对压力拱的影响规律。从数值结果可以看出，若要形成压力拱效应，隧道存在临界成拱埋深，在既定地质条件下，隧道跨度是影响临界成拱埋深的最大因素。 （3）以隧道能否性形成有效的压力拱为依据，给出了金盆湾隧道压力拱临界成拱埋深，进行了深、浅埋的判定与划分，通过与测量数据对比，为隧道的动态设计和施工提供了一定的参考。 （4）采用MIDAS/GTS软件建立了金盆湾隧道的三维计算模型，分析了围岩应力释放率对压力拱效应、隧道变形及支护结构受力的影响。结果表明：对于金盆湾软弱围岩隧道，初次应力释放率是影响开挖过程中围岩稳定性的重要因素。 |
| 作者： | 吕钊 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 邵珠山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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