文档介绍：同济大学土木工程学院
博士学位论文
节理岩体中特大断面连拱隧道围岩稳定性研究
姓名:许崇帮
申请学位级别:博士
专业:结构工程
指导教师:夏才初;王华牢
20100101
摘要本文依托福建省交通科技项目及国家自然科学基金项目,结合金鸡山、罗汉山两座双向八车道连拱隧道的工程特点,采用理论分析、现场监控量测、数值计算等研究手段,主要进行了以下研究工作:卮蠖厦媪八淼朗┕す讨型ü捎梅植娇M凇⑹┳髁偈敝Щさ姆椒减小隧道松散荷载,因此,从分步开挖、临时支护的角度对特大断面连拱隧道分步施工时松散荷载作用模式及其大小进行了研究,提出了考虑隧道分步开挖、临时支护的特大连拱隧道分步施工荷载计算方法,给出了隧道深、浅埋条件下的松散荷载计算表达式,该方法能够反映分步开挖尺寸、开挖顺序及临时支护形式对隧道松散荷载大小的影响。星阶魑A八淼澜峁怪械闹饕3性亟峁梗渥陨淼奈榷ㄐ灾圃己涂刂着连拱隧道整体稳定性,而中墙偏压又是制约、影响中墙稳定的关键因素。通过对中墙各部位的受力分析,对中墙偏压的力学机理进行了研究,给出了中墙顶部偏压和下部偏压的判别公式;在此基础上,研究了地层偏压下、施工偏压下的施工顺序对中墙偏压的影响,给出了分步施工中减小中墙偏压的最佳施工顺序。岷辖鸺ι剿淼牢а医诶砻娴牡鞑榉治觯梅橇湫畏治方法对两组节理展布下隧道围岩的变形、破坏过程及破坏形态进行了研究。表明在两组节理控制下,连拱隧道围岩的破坏过程可分为鼋锥危苹档淖终形态与隧道的埋深有关。诜橇湫畏治方法的基础上,建立了节理强度折减法和位移尖点突变理论相结合的节理岩体中隧道围岩稳定性评价方法。其中尖点突变理论对隧道围岩位移突变点的判定提供了理论依据,避免对位移拐点主观判断,使其该方法具有良好的可行性,并为用非连续性变形分析方法评价隧道工程稳定性提供了新的途径。闲诶硌姨逯薪诶砻婵A选⒗┱埂⒐嵬ü倘衔J切榻诶即岩石向实节理转化的过程,这一过程伴随着虚节理沂力学参数的弱化,且弱化程度受到虚节理向实节理转化程度的影响。因此,首先利用表征虚节理向实节理转化程度的虚节理连通率对虚节理力学参数的弱化规律进行了研究,得出
了力学参数弱化函数;其次,在此基础上对强度准则和最大抗拉强度准则进行了处理,提出了应用于非连续变形分析计算的断续节理岩体强度形式;最后,将虚节理力学参数弱化规律和处理后的断续节理岩体强度表达式运用于关键词:特大断面连拱隧道,松散压力,中墙偏压,强度折减法,断续节理岩非连续变形分析计算程序中,实现了对断续节理岩体开裂过程的模拟算法。体,开裂算法摘要
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衄第乱研究背景及意义发展,得了巨大的成绩,据交通部誊有关部门统计,截至年底我国鐾瑚匪淼婪⒄垢趴近年来,随着西部大开发战略的实施和我国铁路交通、公路交通等基础建设新高峰期的来临,我国隧道的修筑规模及数量得到了快速Ⅷ啪已建成公路隧道座,总长度达同长度公路隧道建设数量汇总如表交通部,~年表中可以看出,对比近几年的建设舰模,我国公路隧道大约以每年慕ㄉ杷俣仍谠龀ぃ罱年建设速度更是达到每年新建陨稀⒀映多。并且从当前全国已建公路隧道调矗结果看,修建长度小于的短隧道占新建隧道数目中笥如表遥咏ㄉ璺⒄骨魇瓶矗韵碌乃淼朗吭黾铀俣纫彩亲羁斓摹W晡夜呀ǖ牟图修建隧道信息一袭夜航ü匪淼朗栈阕总体特长隧道中长隧道年份数目里程敌数甘蛎瑚笏淼⒚。
施工逐步成为隧道发展趋势与研究主体,中国目前已建或在建的特大断面道隧道有韩家岭隧道、大坪山隧道、山头隧道、大帽山隧道、大阁山隧道、雅宝隧道、龙头山隧道、金鸡山隧道、罗汉山隧道、魁岐潘淼馈⒖号隧道,等,