【硕士】隧道开挖与支护的效果分析【2008】

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内容简介

　　学科专业：岩土工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：北京交通大学　　学位年度： 2008年　　自从20世纪90年代以来，新奥法在我国隧道建设中得到了广泛应用，但是随着隧道断面越来越大，地质情况越来越复杂，由喷射混凝土，锚杆和二次衬砌组成的隧道支护体系是否可以保证施工的安全和隧道结构的稳定，这些支护措施的作用是否得到充分的发挥?这个问题无论是对于隧道的结构安全，还是建设隧道的社会和经济效益都有重要的影响。针对此问题，本文以大瑶山二号隧道为背景，对喷射混凝土，锚杆和二次衬砌等支护效果和地层变形情况等进行了研究，主要内容如下：　　(1)采用FLAC软件，对不同支护条件进行了三维弹塑性数值模拟，从围岩位移场，围岩应力场，塑性区范围，支护结构受力四个方面进行分析发现：喷射混凝土和二次衬砌的支护作用明显，锚杆在支护过程中虽也起到了一定的作用，但是支护效果不明显，对结构的稳定性作用不大，建议施工中可以考虑取消或部分取消锚杆，不仅能节省造价，还能缩短工期。　　(2)针对数值模拟情况下，施加初期支护和二次衬砌时隧道的地层变形情况进行详细分析，重点研究了拱项上方竖向位移，拱腰水平方向的位移和拱圈各个关键点位移随开挖的变化特点。　　(3)应用围岩塑性松动圈理论，对在岩体中开挖的隧道进行了塑性圈的分析和计算，并与直接开挖情况下数值模拟的塑性圈半径和由规范塌落高度估算的塑性圈半径进行了对比分析。　　(4)通过对实测数据进行统计整理，得到了拱顶沉降、水平收敛随时间的变化规律，对隧道围岩的变形及其稳定性进行了详细分析，并将数值模拟的结果与实测数据的结果进行对比分析。　　本文所得结论对大瑶山二号隧道施工提供一定的指导和技术依据，同时对类似软弱围岩隧道支护措施和施工方法等的选择提供借鉴和参考作用。　　

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