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《湘潭大学》 2012年
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山岭隧道洞口段围岩变形特征及其控制技术研究

侯俊敏  
【摘要】:本文主要结合贵州省多座山岭隧道的工程实际情况,通过现场监测、数据处理、调查分析和数值模拟等手段,对山岭隧道洞口段围岩变形特征及控制技术进行了研究分析,具体从隧道围岩变形特征的时空效应入手,以仰坡坡率、围岩级别、施工工法等因素为变量对隧道围岩变形和稳定性进行了分析。隧道开挖改变围岩本已平衡的应力场,引起围岩变形,形变又导致隧道围岩应力重分布,这一复杂的演变过程影响到了隧道结构的稳定性,尤其是山岭隧道洞口段围岩埋深浅,围岩应力受地形影响大,隧道围岩受力状态非常复杂,此时隧道稳定性对环境的变化非常敏感。在明确山岭隧道洞口段围岩变形特征的基础上,运用相关理论对围岩变形进行准确的预测并提供有效的控制措施是本文的研究成果。 本文以贵州省境内多座山岭隧道为工程依托,采用现场监控、理论分析和数值计算等方法对山岭隧道洞口段围岩变形特征及其控制技术进行了研究,主要取得了如下成果: (1)总结了山岭隧道洞口段围岩变形监测技术和影响因素,通过现场监控量测和数据处理分析得到了山岭隧道洞口段围岩变形特征,分别从时间效应和空间效应入手做了进一步阐述,对洞口围岩大变形进行监测分析,总结了山岭隧道洞口围岩大变形特征。 (2)采用FLAC3D数值模拟软件进行数值计算,分别以围岩级别、仰坡坡高、仰坡坡率、施工工法为变量对隧道施工过程进行数值模拟,数值模拟结果说明:围岩级别对破坏区分布范围有较大的影响,坡高与仰坡坡率对位移场有决定性作用,合理的施工工法能有效改善围岩受力状态和扰动范围。登攀隧道晴隆端洞口段弹塑性三维数值计算结果表明:掌子面前方9m范围内围岩有预变形,距离掌子面24m之后区段围岩形变基本稳定。通过分析围岩和支护结构位移得出了登攀隧道洞口段围岩大变形的原因在于仰坡滑移失稳。 (3)对支护结构支护机理展开了初步探讨,基于此探讨结果对具体的大变形情况提出了相应的支护措施;采用BP神经网络对山岭隧道洞口段围岩变形进行预测,总结了一套山岭隧道洞口段围岩变形控制技术。结合工程实际情况,就山岭隧道洞口段施工事故原因和处理措施进行了进一步讨论和分析。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U456.31

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【参考文献】
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