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《北京交通大学》 2014年
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浅埋软岩隧道围岩变形规律和支护受力特性研究

杜虎  
【摘要】:大规模的高速铁路建设中,不可避免的遇到各种复杂地质状况的隧道,浅埋软岩隧道就是其中一种。本文依托贵广高速铁路贺街隧道,进行了大量的现场试验,对采用6部CRD、二台阶、三台阶临时仰拱法施工的浅埋软岩隧道的地表沉降、地层分层沉降、初期支护的内力进行了现场监测,获取了大量实测数据,并结合FLAC3D取得了以下研究成果: (1)实测数据结果表明浅埋软岩隧道地表沉降经历前期变形阶段-加速变形阶段-趋于稳定阶段的历时过程,超前沉降比例和超前影响距离主要受到开挖跨度的影响;初期支护的及时闭合对软弱围岩变形的控制具有至关重要的作用;地层深部相对地表的沉降,经历前期变形阶段-加速变形阶段-缓慢抬升阶段-趋于稳定阶段的历时过程,其中缓慢“抬升”即意味着地层变形得到初步控制;文中还对比分析了不同超前加固措施对围岩变形的影响,结果表明地表旋喷桩加固后地表沉降减小55%,抗滑桩对控制偏压具有非常明显的作用,抗滑桩加固后地表沉降槽曲线较为对称。 (2)通过现场监测支护应力、应变,认为浅埋软岩隧道上覆地层自承载能力微弱,围岩压力表现为松散土压力,开挖初期初支-围岩接触压力增长迅速,部分断面在前期施工中压力就已经基本达到上覆全土柱自重;另外,下层围岩的开挖会引发“掉拱”,从而导致初支内力突变,对初支混凝土的破坏性较强。 (3)结合实测围岩变形与初支-围岩接触压力,得出实测拱顶沉降与接触压力之间的关系曲线,分析了采用不同施工方法时的围岩变形控制的合理范围。 (4)在变位分配原理的基础上,用FLAC3D模拟获得不同施工方法各施工步序的围岩变形的比例及控制值,结合实测资料,实现了对施工过程中拱顶沉降的控制,保证了二次衬砌的厚度,并对采用不同施工方法的不同施工段进行了拱顶预留量的优化分析,降低了施工成本。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U451

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【参考文献】
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