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厦蓉高速羊角脑隧道基于现场监测的围岩稳定性研究

尹萍  
【摘要】:本论文以厦蓉高速公路湖南省郴州段羊角脑隧道为工程背景,在现场监测的基础上,利用FLAC3D软件建模、分析、对比,对隧道施工过程中开挖围岩稳定性进行系统研究。研究重点主要为量测信息分析和反馈,从现场监测和数值模拟两个方面对隧道开挖后的围岩稳定性进行分析对比,有利于隧道围岩稳定性判定。为同类深埋长隧道施工过程中的围岩稳定性判断,提出了一种新的思路和方法。具体研究包括以下几个方面: 第一、依据《公路隧道施工技术规范(JTGF60-2009)》和现场监控量测的数据进行分析,判定围岩的稳定情况;通过对该隧道周边位移和拱顶下沉位移曲线的数据分析,有效控制隧道的围岩变形。 第二、应用有限元计算软件FLAC3D对隧道数值模拟分析,根据FLAC3D建模技术,通过确定物理力学参数、初始条件、边界条件、材料的本构关系和网格类型等,建立隧道的平面几何模型,对异步开挖隧道施工方法进行数值模拟,得出了不同工况下的应力和位移场的分布规律。进一步分析Ⅲ级围岩段的应力场和位移场分布情况。 第三、将有限元理论分析和现场监控量测的数据进行比较,相互验证了这两种方法作为隧道围岩稳定性判别方法的准确性,对洞身围岩的拱顶下沉和周边位移两个必测项目来进行数据的曲线回归,判断所在监测断面的稳定性状态。 该隧道施工动态的数值模拟和现场监测,二者结合起来直接指导了施工,有效地促进了工程进度,所采用的程序及研究结论对以后其他的深埋长隧道的设计施工有一定的借鉴作用。因此对围岩稳定性研究分析及对施工过程进行监测都是非常重要的内容,这些将对隧道施工提供了理论依据和工程经验。


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