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隧道洞口邊坡穩定性與控制技術研究

時間:2010-05-25 18:07來源: 作者:賈明輝   點擊:
隧道邊坡 破壞模式 穩定性 監控量測 報警指標 數值模擬
  【摘要】:隨著社會經濟建設的發展,基礎建設的投入不斷加大,作為交通基建領域的一項重要內容,隧道工程的應用越來越多,大量的鐵路隧道、公路隧道不斷興建。而隧道工程和邊坡密切相關,特別是連拱隧道,由于其跨度大、施工工藝復雜,洞口段極易受到偏壓地形以及潛在的滑坡、剝落、崩塌等邊坡變形破壞問題的威脅,因此,對隧道洞口邊坡穩定性開展研究顯得十分重要。此外,在目前國內進行的監控量測與預測控制中,對隧道邊坡監測項目的報警指標并沒有一個量化的標準,報警體系尚不成熟,因而隧道洞口邊坡的監測控制技術研究就顯得十分重要。 本文依托江西省交通廳景婺黃(常)高速公路建設項目辦公室科研項目:“隧道群施工若干關鍵技術研究”,總結了影響隧道邊仰坡穩定性的基本因素,對隧道洞口邊仰坡的破壞機理進行了研究,提出了邊仰坡的基本破壞模式。 基于大量的監測數據,本文提出了隧道邊仰坡破壞的“五階段”發展模式,分析討論了巖質隧道邊坡穩定性的判定方法,并對洞口段控制技術進行了一定的研究;建立二維彈塑性模型,計算分析不同的進洞方式對隧道邊仰坡的影響,歸納總結了目前隧道邊仰坡防護措施。 本文對隧道洞口邊仰坡的監測技術進行了研究,重點結合國內外相關規范、實測數據和三維數值模擬計算結果,提出并論證了新的隧道邊仰坡穩定性的監測報警指標;結合白洋沖一號隧道實例,論文還運用二維反分析和三維有限元計算分析方法,對實際工程實現施工動態模擬,總結了隧道邊仰坡的位移和圍巖受力規律。 【關鍵詞】:隧道邊坡 破壞模式 穩定性 監控量測 報警指標 數值模擬
【學位授予單位】:同濟大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2007
【分類號】:U452.11
【DOI】:CNKI:CDMD:2.2007.049924
【目錄】:
  • 摘要6-7
  • ABSTRACT7-12
  • 第1章 緒論12-23
  • 1.1 概述12
  • 1.2 邊坡穩定性的研究現狀12-19
  • 1.2.1 邊坡穩定性分析發展動態13-15
  • 1.2.2 邊坡穩定性分析方法15-19
  • 1.3 隧道洞口段邊坡穩定性的研究現狀19-20
  • 1.4 本文的研究目的、內容、技術路線20-23
  • 1.4.1 研究目的20-21
  • 1.4.2 研究內容21
  • 1.4.3 技術路線21-23
  • 第2章 隧道邊仰坡破壞機理、特征研究23-45
  • 2.1 影響隧道邊仰坡穩定性的基本因素23-32
  • 2.1.1 巖體結構的影響23-25
  • 2.1.2 地應力的影響25-27
  • 2.1.3 工程施工的影響27-28
  • 2.1.4 其他因素的影響28-32
  • 2.2 隧道邊仰坡破壞機理研究32-35
  • 2.3 邊坡破壞模式35-39
  • 2.3.1 破壞模式原理36
  • 2.3.2 不同破壞模式的討論36-39
  • 2.4 隧道洞口邊仰坡破壞模式39-43
  • 2.5 本章小結43-45
  • 第3章 隧道邊仰坡穩定性判定方法和洞口段控制技術研究45-60
  • 3.1 隧道邊仰坡穩定性的判定方法研究45-49
  • 3.1.1 基于現場監測數據的隧道邊仰坡沉降過程分析45-47
  • 3.1.2 邊坡穩定性分析過程47-48
  • 3.1.3 隧道邊仰坡穩定性判定48-49
  • 3.2 隧道的不同進洞方式對隧道邊仰坡的影響研究49-55
  • 3.2.1 隧道的不同進洞方式分析49-50
  • 3.2.2 模型的建立50-51
  • 3.2.3 結果分析51-55
  • 3.3 隧道邊仰坡的防護措施研究55-59
  • 3.3.1 隧道邊仰坡防護措施分析56-57
  • 3.3.2 邊坡各沉降階段出現破壞的不同處理措施57-59
  • 3.4 本章小結59-60
  • 第4章 隧道洞口邊仰坡監測技術研究60-81
  • 4.1 概述60
  • 4.2 邊仰坡監控量測60-70
  • 4.2.1 洞口段監測項目的研究分析60-66
  • 4.2.2 隧道邊仰坡穩定性監測級別的劃分66-68
  • 4.2.3 監測斷面和測點布置的分析68-70
  • 4.3 邊仰坡測點監測報警指標分析70-80
  • 4.3.1 報警指標的確定70-79
  • 4.3.2 工程實例79-80
  • 4.4 本章小結80-81
  • 第5章 工程實例分析81-107
  • 5.1 工程概況81-82
  • 5.2 監測曲線類型分析82-85
  • 5.3 基于監測數據的優化反分析85-89
  • 5.3.1 隧道參數有限元優化反分析理論85-86
  • 5.3.2 有限元模型的建立86-87
  • 5.3.3 施工動態模擬87-89
  • 5.3.4 模擬結果分析89
  • 5.4 三維有限元數值分析89-105
  • 5.4.1 有限元模型的建立90-95
  • 5.4.2 模擬結果分析95-105
  • 5.5 本章小結105-107
  • 第6章 結論及展望107-109
  • 6.1 結論107-108
  • 6.2 進一步工作的方向108-109
  • 致謝109-110
  • 參考文獻110-114
  • 附錄 部分隧道邊仰坡測點位移-時間實測曲線圖114-117
  • 個人簡歷 在讀期間發表的學術論文與研究成果117
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