收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

原位扩建隧道围岩力学响应机理研究

彭念  
【摘要】:随着经济建设的迅速发展,交通隧道的建设迅猛增长,对公路隧道日交通量的要求也越来越高。在一些经济发达地区,双向四车道乃至双向六车道公路隧道已不能适应交通量日益增长的需求,在原有公路隧道基础上改建或新建成为双向八车道公路隧道的建设显得尤为迫切。隧道原位扩建是指在原隧道基础上将隧道断面扩大,从而形成跨度更大的公路隧道。隧道原位扩建最显著的特点是必须拆除原有隧道的支护结构,施工工序复杂,原隧道支护结构的拆除及扩挖对隧道围岩扰动较大,围岩经过的应力路径较为复杂,破坏了围岩体和原有支护结构的平衡状态,力图达到新的平衡和稳定状态,其应力和应变开始一个新的变化过程,变化的结果使得围岩应力重新分布并向扩挖的隧道空间变形。本文以福建某隧道为依托工程,结合理论分析、数值分析以及现场监测试验,旨在探究原位扩建隧道施工围岩变形特征及力学机理,进而为原位扩建隧道设计、施工、监控提供理论依据,指导高速公路隧道扩建工程的实施。进行的主要研究工作有: ①影响公路隧道围岩分级的因素有,岩石单轴饱和抗压强度、岩体完整性系数、地下水、软弱结构面产状、初始地应力状态,而对于扩建隧道,还应考虑隧道跨度。这些影响因素有定性、也有定量的,对各种定性和定量因素进行深入剖析,建立了完整的考虑隧道跨度的围岩分级模糊综合评判体系。 ②扩建隧道是非圆形的,对非圆形隧道,寻找一个单值的解析函数,在非圆形隧道所在的无限平面与有圆孔的无限平面之间建立起一一对应的函数关系,解得非圆形隧道的外廊形状的数学模型,也即外域映射函数,然后利用平面弹塑性力学问题的解法来求解非圆形隧道的应力和位移;通过量测锚杆轴力反分析原位扩建隧道围岩相关状态。 ③隧道原位扩建分为层层剥皮法和台阶法,采用等代圆法对原位扩建隧道进行计算简化,利用复变函数理论及Schwarz交替法对原位扩建隧道进行求解,通过对围岩应力、位移特征的分析,确定了单次扩挖宽度。掌握了原位扩建隧道围岩位移、应力分布特征及规律。 ④采用平面弹塑性有限元方法,应用大型通用有限元计算软件ANSYS,对依托工程公路隧道进行扩挖的数值仿真分析,建立了各向同性弹塑性原位扩建隧道施工力学模型,全面分析了隧道在两种扩建方式下围岩的位移、应力状态以及衬砌结构的内力和锚杆轴力等施工力学行为。 ⑤结合理论、有限元分析,对两种扩建型式的施工开挖顺序、控制爆破以及施工控制体系指标进行研究。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵明阶,徐容,刘绪华,敖建华,王彪;隧道顶部溶洞影响围岩稳定性的模型试验研究[J];地下空间;2003年02期
2 师金锋,张应龙;超大断面隧道围岩的稳定性分析[J];地下空间;2005年02期
3 熊俊楠;关惠平;;鸡鸣垭隧道洞口段围岩三维变形监测与分析[J];路基工程;2011年02期
4 杨驰;;隧道围岩与支护结构稳定性与可靠度研究[J];中国建材科技;2011年03期
5 顾义磊;李晓红;杜云贵;康勇;;通渝隧道K21+780涌水突泥段的治理[J];地下空间与工程学报;2005年05期
6 张进;;地质超前预报在铜锣山隧道中的应用成果[J];山西建筑;2007年01期
7 姚志国;;隧道开挖过程中施工监测及其数据分析[J];山西建筑;2007年09期
8 张楠;王述红;王晓明;李飞;;含弱层围岩的隧道变形破坏过程模型实验研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期
9 曾杰;靳晓光;高永;张强;蒋阳;;公路隧道围岩动态分级方法研究[J];重庆建筑大学学报;2007年06期
10 杜转转;;浅谈断层破碎带施工技术[J];山西建筑;2008年14期
11 毛文宗;;浅谈笔架山隧道用全断面法开挖Ⅱ类围岩[J];山西建筑;2009年28期
12 吴耀宗;朱明;肖海波;;引水隧道围岩相似材料的试验研究[J];路基工程;2010年04期
13 吴瑾;严克渊;邹启学;任泽远;;公路隧道围岩分级方法及其工程应用[J];水利科技与经济;2010年12期
14 白廷全;各向同性岩体中隧道围岩的极限平衡状态分析[J];北京科技大学学报(英文版);1996年01期
15 许江,顾义磊,康骥鸣;隧道与地表构筑物相互影响的研究[J];岩土力学;2005年06期
16 张开银,陈发明,叶方千,薛光桥;隧道围岩稳定性判定的应变反演方法[J];武汉理工大学学报;2005年10期
17 赵存明;沈斐敏;;瑞利波探测公路施工隧道地质灾害的可行性分析[J];中国安全生产科学技术;2006年02期
18 袁海清;;浅埋偏压状态下软弱泥质页岩隧道洞室及围岩的稳定分析[J];中南公路工程;2006年01期
19 马华天;;乌鞘岭隧道深埋软弱千枚岩变形控制施工技术[J];西部探矿工程;2006年S1期
20 李雷;张慧;张涛;;Q体系分类法在窝梁隧道中的应用[J];山西建筑;2007年30期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王常明;张淑华;;基于规范知识的隧道围岩快速分类[A];2002年中国西北部重大工程地质问题论坛论文集[C];2002年
2 黄伦海;;隧道围岩稳定分析的相似模型实验研究[A];2001年全国公路隧道学术会议论文集[C];2001年
3 苏有财;谷婷;朱勇;白志勇;;模糊理论在隧道施工阶段围岩等级划分中的应用[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年
4 朱维申;王可钧;刘艳青;马荣田;卢汝绥;;地下工程的监测与数值计算[A];第一届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集(上册)[C];1999年
5 王唢;赵明阶;蒋树屏;林志;;基于渐进性破坏理论的隧道围岩压力预测研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
6 包太;刘新荣;;某公路隧道监控测试方案设计[A];贵州省岩石力学与工程学会2010年学术年会论文集[C];2010年
7 陆超;杨豪;殷超;;隧道衬砌混凝土裂缝变形监测[A];全国大坝安全监测技术信息网2008年度技术信息交流会暨全国大坝安全监测技术应用和发展研讨会论文集[C];2008年
8 焦冬雪;刘元雪;陆新;;单洞双层隧道围岩力学特性分析[A];第十届全国青年岩石力学与工程学术大会论文集[C];2009年
9 乔春生;张清;韩卫东;;隧道工程中的三维有限元方法[A];面向国民经济可持续发展战略的岩石力学与岩石工程——中国岩石力学与工程学会第五次学术大会论文集[C];1998年
10 阳友奎;;应变软化隧道围岩与支护相互作用分析[A];中国土木工程学会隧道及地下工程学会第九届年会论文集[C];1996年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 彭念;原位扩建隧道围岩力学响应机理研究[D];重庆大学;2010年
2 张伟;山岭隧道开挖灾害预防与控制技术研究[D];中南大学;2008年
3 戴学臻;公路隧道运营安全评价及管理系统开发研究[D];长安大学;2010年
4 赵占厂;黄土公路隧道结构工程性状研究[D];长安大学;2004年
5 汪成兵;软弱破碎隧道围岩渐进性破坏机理研究[D];同济大学;2007年
6 赖金星;高海拔复杂围岩公路隧道温度场特征与结构性能研究[D];长安大学;2008年
7 康军;黄土公路隧道设计与施工技术研究[D];长安大学;2006年
8 黄强;基于黏弹性理论的隧道围岩应力分析研究[D];武汉理工大学;2012年
9 陈先国;隧道结构失稳及判据研究[D];西南交通大学;2002年
10 刘大刚;公路隧道施工阶段岩体围岩亚级分级研究[D];西南交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵志忠;乌零一级公路隧道温度场特征及冻害防治措施研究[D];长安大学;2010年
2 苏俊军;陡倾岩层中隧道围岩失稳机理及塌方处置对策探讨[D];长安大学;2011年
3 伍冬;山岭隧道围岩压力计算方法及其适用性研究[D];北京交通大学;2012年
4 李贻伟;岩溶公路隧道围岩—支护结构受力特性数值模拟分析[D];重庆交通大学;2010年
5 钟兴;公路隧道围岩参数反分析及动态施工力学数值实验研究[D];华南理工大学;2010年
6 王心刚;TSP系统与探地雷达在阿拉坦隧道施工中的应用研究[D];长安大学;2009年
7 张先伟;渗流效应下隧道围岩弹塑性分析及施工优化研究[D];中南大学;2012年
8 雷权有;黄土覆盖土、岩接触地层中隧道围岩变形特征及支护技术研究[D];西安理工大学;2010年
9 覃羡安;常家山隧道穿越煤系地层及采空区段的施工过程数值模拟研究[D];西安科技大学;2005年
10 宋占辉;公路隧道防排水技术与工艺研究[D];长安大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 关书敏;公路隧道技术研究取得重大突破[N];中国交通报;2002年
2 通讯员 赵添学 本报记者 牛彦君;安远隧道攻坚战[N];甘肃日报;2011年
3 ;法国加强公路隧道安全措施[N];中国交通报;2000年
4 通讯员 关书敏 本报记者 吴晋娜;一干就是30多年,理所当然[N];科技日报;2011年
5 记者 江耀明;喊一声“多索” 咱穿过了秦岭终南山[N];中国铁道建筑报;2007年
6 ;法意公路隧道失火至少两人遇难[N];新华每日电讯;2005年
7 张治中 冷曦晨 滕西全 李玉文 席芳柏 潘晓东 漆光荣;中国公路隧道建设腾飞新世纪[N];中国交通报;2002年
8 本报记者 廖西平;公路隧道:技术创新 市场看好[N];中国交通报;2006年
9 储国强、梁娟;世界最长双洞公路隧道建成[N];人民日报;2007年
10 记者 苏毅;长沙最长公路隧道浏阳开挖[N];长沙晚报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978