【摘要】：隨著我國(guó)交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的高速發(fā)展,交通隧道的建設(shè)數(shù)量不斷增加。近年來(lái),在隧道建設(shè)過(guò)程中經(jīng)常報(bào)出隧道圍巖坍塌等重大事故,其中軟弱圍巖隧道的塌方事故較多。塌方事故不僅會(huì)影響隧道建設(shè)的工期,而且隧道一旦發(fā)生塌方事故將會(huì)對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大損失。隧道塌方的原因主要包括圍巖地質(zhì)狀況差、施工方法不合理和沒(méi)有及時(shí)對(duì)圍巖的薄弱位置加強(qiáng)支護(hù)措施等。由于軟弱圍巖隧道巖質(zhì)強(qiáng)度低,而CRD法能使隧洞快速成環(huán)。因此,為了保證隧道施工的安全,在實(shí)際工程中,對(duì)軟弱圍巖隧道的開(kāi)挖,通常采用CRD法進(jìn)行施工。但是CRD施工方法的施工工序較多,將會(huì)對(duì)隧道圍巖造成多次擾動(dòng),影響隧道圍巖的穩(wěn)定性,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成圍巖薄弱位置的塌方事故。因此,研究軟弱圍巖隧道在CRD法施工下的圍巖受力、變形特征和穩(wěn)定性很有意義。本文首先對(duì)軟弱圍巖隧道塌方的破壞特征進(jìn)行分析研究,然后以某Ⅴ級(jí)軟弱圍巖的公路隧道為工程背景,對(duì)軟弱圍巖隧道在CRD法施工作用下圍巖的受力、變形特征和圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行了深入的研究。下列是具體的研究工作和研究成果:(1)總結(jié)了隧道塌方的分類(lèi)方法和影響隧道塌方主要因素,通過(guò)軟弱圍巖隧道的變形和受力特征對(duì)軟弱圍巖隧道的塌方特征進(jìn)行分析,并從圍巖受力和變形的角度來(lái)判斷隧道圍巖是否失穩(wěn)。(2)以某Ⅴ級(jí)軟弱圍巖公路隧道為工程背景,進(jìn)行相似材料模型試驗(yàn)。通過(guò)相似定理和實(shí)際情況確定模型試驗(yàn)相似比,利用配比試驗(yàn)確定模型材料和模型尺寸。設(shè)計(jì)了應(yīng)力傳感器和FARO三維激光掃描儀的監(jiān)測(cè)方案,對(duì)隧道圍巖的受力和變形進(jìn)行監(jiān)測(cè),并按照CRD的開(kāi)挖順序進(jìn)行隧道開(kāi)挖。(3)通過(guò)對(duì)模型試驗(yàn)進(jìn)行CRD法隧道開(kāi)挖的監(jiān)測(cè),描述了隧道圍巖的漸進(jìn)破壞過(guò)程,并對(duì)隧道圍巖的應(yīng)力和變形特征進(jìn)行分析,通過(guò)極限位移值、位移速率、位移加速度、時(shí)間—位移曲線對(duì)隧道圍巖是否失穩(wěn)進(jìn)行判斷。(4)利用MIDAS/GTS軟件對(duì)模型試驗(yàn)的隧道開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)行三維數(shù)值模擬。將隧道的拱頂沉降、洞周收斂、地表沉降數(shù)值模擬結(jié)果與相似材料模型試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比,獲取了隧道圍巖的受力變化和變形特征,通過(guò)隧道圍巖塑性區(qū)的變化來(lái)分析隧道塌方特征。
【圖文】：

圖 1.1 中國(guó)公路隧道里程的增長(zhǎng)情況情況下，公路隧道具有地質(zhì)條件復(fù)雜、隱蔽工程量大和工作空間有。因此在其工程建設(shè)中極易造成隧道圍巖的大變形、塌方事故。據(jù) 2009 年到 2014 年我國(guó)公路隧道安全事故約 44 起，，人員傷亡 200 多

圖 1.2 隧道塌方事故隧道的開(kāi)挖打破了圍巖的原始平衡狀態(tài)，使隧道圍巖產(chǎn)生了變形和應(yīng)力重分布。當(dāng)隧道圍巖的應(yīng)力和變形超過(guò)其極限值時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)、塌方。由于軟弱圍巖具有強(qiáng)度低，穩(wěn)定性差和變形持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，因此其更容易在隧道
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U458

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2593831