本文關(guān)鍵詞：基于滲流固結(jié)理論的山嶺隧道真空井點(diǎn)降水規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：真空井點(diǎn)技術(shù)在隧道工程應(yīng)用較少,相關(guān)文獻(xiàn)主要來(lái)自桃樹(shù)坪隧道、程兒山隧道等少數(shù)幾個(gè)工程。這些隧道的特點(diǎn)是穿過(guò)第三系富水粉細(xì)砂地層,圍巖遇水后難以自穩(wěn),施工難度大,風(fēng)險(xiǎn)高。采用注漿等方法效果差,費(fèi)用高。采用真空井點(diǎn)降水后,圍巖自穩(wěn)能力提高,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文以山嶺隧道為研究對(duì)象,基于FLAC3D有限差分軟件,通過(guò)數(shù)值模擬系統(tǒng)研究了真空井點(diǎn)的一般降水規(guī)律：(1)從單向固結(jié)的普遍方程到比奧固結(jié)理論,對(duì)滲流固結(jié)理論作了系統(tǒng)的總結(jié)。對(duì)涉及的高等數(shù)學(xué)和有限差分理論進(jìn)行了補(bǔ)充,使得相關(guān)理論更系統(tǒng)、詳實(shí)。此外,對(duì)真空井點(diǎn)的工作原理和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行整理和總結(jié)。(2)對(duì)FLAC3D有限差分軟件滲流固結(jié)分析中的難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié),提出相應(yīng)對(duì)策,并進(jìn)行大量試算。尤其是針對(duì)粉細(xì)砂巖排水后穩(wěn)定性會(huì)提高的問(wèn)題,本文通過(guò)fish函數(shù)建立起孔隙水壓和圍巖強(qiáng)度的聯(lián)系,從而較好模擬出粉細(xì)砂巖排水硬化過(guò)程。(3)在研究環(huán)向真空井點(diǎn)降水規(guī)律時(shí),本文采用控制變量的思想,以開(kāi)挖工法、隧道埋深、地下水位的為研究對(duì)象,系統(tǒng)分析了不同條件下真空井點(diǎn)長(zhǎng)度對(duì)圍巖變形的影響。結(jié)果表明,全斷面法和三臺(tái)階法規(guī)律相同,即真空井點(diǎn)適用于深埋高水頭的情況,井點(diǎn)長(zhǎng)度應(yīng)綜合考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性。(4)在研究縱向真空井點(diǎn)降水規(guī)律時(shí),系統(tǒng)分析了全斷面和三臺(tái)階開(kāi)挖時(shí),井點(diǎn)長(zhǎng)度和搭接長(zhǎng)度對(duì)圍巖變形的影響。結(jié)果表明,全斷面法和三臺(tái)階法規(guī)律相同,即真空井點(diǎn)的搭接長(zhǎng)度是控制圍巖變形的關(guān)鍵,施工時(shí)務(wù)必保證一定的搭接長(zhǎng)度。
【關(guān)鍵詞】：真空井點(diǎn) 山嶺隧道 第三系富水砂巖 滲流固結(jié)
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U455.49
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 滲流固結(jié)理論11-12
• 1.2.2 真空井點(diǎn)在基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用12-13
• 1.2.3 真空井點(diǎn)在隧道工程中的應(yīng)用13-15
• 1.3 研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4 研究方法及技術(shù)路線(xiàn)16-17
• 第2章 滲流固結(jié)相關(guān)理論17-29
• 2.1 概述17
• 2.2 泰勒公式推導(dǎo)及應(yīng)用17-19
• 2.3 單向固結(jié)的普遍方程19-22
• 2.4 太沙基單向固結(jié)理論22-23
• 2.5 太沙基-倫杜立克理論23-26
• 2.6 比奧固結(jié)理論26-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第3章 模型優(yōu)化與試算29-48
• 3.1 概述29
• 3.2 流固耦合計(jì)算原理29-34
• 3.2.1 控制微分方程29-31
• 3.2.2 流體模量與儲(chǔ)水系數(shù)31-33
• 3.2.3 滲流邊界條件33-34
• 3.3 流固耦合難點(diǎn)34-38
• 3.3.1 滲流模型的選擇34-35
• 3.3.2 計(jì)算時(shí)長(zhǎng)的控制35-36
• 3.3.3 真空井點(diǎn)的模擬36-37
• 3.3.4 砂巖排水硬化的模擬37
• 3.3.5 非飽和土滲流系數(shù)的問(wèn)題37-38
• 3.4 相應(yīng)對(duì)策38-45
• 3.4.1 滲流模型受力對(duì)比38-41
• 3.4.2 單元優(yōu)化41-43
• 3.4.3 真空井點(diǎn)簡(jiǎn)化43-44
• 3.4.4 fish函數(shù)的應(yīng)用44-45
• 3.5 工程實(shí)例試算45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-48
• 第4章 環(huán)向真空井點(diǎn)降水規(guī)律48-63
• 4.1 概述48
• 4.2 研究參數(shù)48-50
• 4.2.1 圍巖參數(shù)48-49
• 4.2.2 隧道斷面和襯砌尺寸49
• 4.2.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置49-50
• 4.2.4 邊界條件50
• 4.3 研究?jī)?nèi)容及工況設(shè)置50-51
• 4.4 計(jì)算模型51-52
• 4.5 全斷面法結(jié)果分析52-57
• 4.5.1 孔隙水壓和位移云圖52-53
• 4.5.2 不同水頭高度53-55
• 4.5.3 不同隧道埋深55-57
• 4.6 三臺(tái)階法結(jié)果分析57-61
• 4.6.1 孔隙水壓和位移云圖57
• 4.6.2 不同水頭高度57-59
• 4.6.3 不同隧道埋深59-61
• 4.7 本章小結(jié)61-63
• 第5章 縱向真空井點(diǎn)降水規(guī)律63-74
• 5.1 概述63
• 5.2 滲流假設(shè)63-64
• 5.3 研究?jī)?nèi)容及工況設(shè)置64-65
• 5.4 計(jì)算模型65-66
• 5.5 全斷面法結(jié)果分析66-69
• 5.5.1 淺埋條件66-67
• 5.5.2 深埋條件67-69
• 5.6 三臺(tái)階法結(jié)果分析69-73
• 5.6.1 淺埋條件69-71
• 5.6.2 深埋條件71-73
• 5.7 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與的科研項(xiàng)目81

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本文編號(hào)：490468