mba論文淺覆軟弱圍巖隧道超前預(yù)支護(hù)作用機(jī)理及工程應(yīng)用研究pdf

1、中圖分類號必5U D C 6 2 4博士學(xué)位論文學(xué)校代碼l Q §三圣密級 公玨淺覆軟弱圍巖隧道超前預(yù)支護(hù)作用機(jī)理及工程應(yīng)用研究S t u d y o n M e c h a n i s m a n d E n g i n e e r i n g A p p l i c a t i o no fA d v a n c e d s u p p o r t f o r L o w e r O v e r b u r d e n T

2、 u n n e l i n腑a k S t r a t u m作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院( 系、所) ：指導(dǎo)教師：石鈺鋒土木工程隧道與地下工程土木工程學(xué)院陽軍生，論文答辯日期迦! 箜! ≤：f 答辯委員會(huì)主席中 南 大 學(xué)2 0 1 4 年5 月淺覆軟弱圈巖隧道超前預(yù)支護(hù)作用機(jī)理及工程應(yīng)用研究摘要：淺覆軟弱圍巖隧道施工過程中，需采取有效的超前預(yù)支護(hù)才能保證圍巖穩(wěn)定、滿足圍巖和地表的變形控制要求。在軟弱圍巖變形特征及控制技術(shù)總結(jié)

3、基礎(chǔ)上，依托多個(gè)淺覆軟弱圍巖隧道工程，采用現(xiàn)場測試、數(shù)值計(jì)算、解析求解等手段，重點(diǎn)對長管棚、水平旋噴預(yù)支護(hù)作用機(jī)理進(jìn)行探討。論文主要研究內(nèi)容及成果如下：( 1 ) 將隧道圍巖變形從空間上分為超前沉降、掌子面擠出變形及掌子面后方變形，總結(jié)出淺覆軟弱圍巖隧道變形存在超前沉降范圍大、在總沉降量中所占比例大、掌子面擠出變形大的特征，提出淺覆軟弱隧道圍巖預(yù)支護(hù)( 加固) 方法的選擇規(guī)律及范圍的確定方法。( 2 ) 依托石頭崗淺覆軟弱圍巖隧道，在長

4、管棚現(xiàn)場測試分析基礎(chǔ)上，一建立精細(xì)化的數(shù)值模型對長管棚作用機(jī)理進(jìn)行研究，提出管棚預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的縱向分區(qū)，按其與掌子面相對位置分為前方受拉區(qū)、后方受壓區(qū)及靠近洞口受拉區(qū)?？偨Y(jié)各區(qū)應(yīng)力及范圍分布隨掌子面掘進(jìn)的變化規(guī)律表明，各區(qū)應(yīng)力隨隧道掘進(jìn)而增長，且表現(xiàn)為先快后慢趨勢，各區(qū)長度除掌子面前方受拉區(qū)基本穩(wěn)定外，其余兩區(qū)長度隨掌子面掘進(jìn)而增長，可供預(yù)支護(hù)設(shè)計(jì)參考。( 3 ) 針對既有彈性地基梁的不足，提出考慮初支綜合延滯效應(yīng)、掌子面前方巖土體變

5、基床系數(shù)、圍巖應(yīng)力釋放時(shí)空效應(yīng)等因素的改進(jìn)模型，根據(jù)有限差分原理，以石頭崗隧道為例對改進(jìn)的W i n k l e r彈性地基梁模型進(jìn)行求解，現(xiàn)場測試結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。( 4 ) 依托富水軟弱地層隧道工程，在對圍巖加固前后現(xiàn)場取樣，進(jìn)行物理力學(xué)參數(shù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，建立考慮流固耦合的三維數(shù)值模型，對水平旋噴預(yù)支護(hù)作用機(jī)理及效果進(jìn)行研究提出，水平旋噴樁在縱向上起支護(hù)梁作用，橫向上為受壓拱效應(yīng)，可有效改善圍巖條件及隧道受力。( 5 ) 受材