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《北京交通大学》 2012年
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山岭隧道围岩压力计算方法及其适用性研究

伍冬  
【摘要】:围岩压力作用模式和计算方法是隧道工程支护结构设计中的关键问题。论文采用文献调研、理论分析、数值模拟和现场监测等研究方法对山岭隧道围岩压力计算方法进行系统研究,主要研究成果如下: 1)隧道围岩压力计算方法调研 基于前人研究,系统总结了隧道围岩压力的类型、影响因素和国内外学者提出的计算方法,并对各种围岩压力计算方法的适用性进行比较分析,明确了各种计算方法的适用条件,并指出其不足之处。在现有围岩压力计算方法的基础上提出了基于复合围岩结构的围岩压力计算方法,可以为实现隧道支护结构设计计算的科学化、规范化和精细化提供参考。 2)山岭隧道围岩压力的现场实测数据统计分析 通过对文献中44座隧道91个监测断面的围岩压力实测数据的统计分析,得出了不同围岩级别围岩压力的总体分布特征,包括值域分布范围和与隧道围岩级别的关系,研究了竖向围岩压力、侧向围岩压力,以及围岩侧压力系数与隧道围岩地质条件(围岩级别)、隧道埋深的关系,分析了隧道围岩压力时间与空间分布规律。并将Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道拱顶压力现场实测值与铁路《隧规》公式进行对比,发现隧规公式与实测值比较接近。 3)基于地层结构模型的隧道围岩压力影响因素研究 基于连续介质模型,对隧道围岩压力和支护结构受力特征进行数值模拟研究,讨论了隧道围岩条件、埋深,以及支护结构厚度、刚度(弹性模量)和施作时机等因素对围岩压力计算结果、支护结构受力特征和洞周塑性区分布等的影响规律。 4)隧道围岩压力计算方法的工程应用研究 选取两座典型隧道进行围岩压力理论预测和现场实测的对比分析,一座是大断面岩质隧道—京沪高铁金牛山隧道,另一座是大断面黄土隧道—兰渝铁路胡麻岭隧道。分析了两座隧道围岩压力的分布规律,指出了岩质隧道和十质隧道围岩压力的不同特征和相应的较为准确的计算方法。在对这两座隧道围岩压力和支护结构受力的实测数据进行分析的基础上,对现有围岩压力计算理论应用于这两座隧道的效果进行评价,并分析了支护结构格栅受力特征时程曲线。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U451.2

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【参考文献】
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