基于压力拱理论及应力释放率的隧道围岩稳定性研究

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1、分类号__________学号1101811113而妥達痰科技大#学位论文基于压力拱理论及应力释放率的隧道围岩_______________稳定性研究_______________作者呂钊指导教师姓名邵珠山教授申请学位级别硕士专业名称建筑与土木工程论文提交日期2014.12论立答辩日期2015.06学位授予单位面要诂痰斜技太嗛答辩委员会主席_____________本人郑重声明我所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中已经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过

2、的研究成果，也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：>丨y0七关于学位论文使用授权的说明本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存学位论文。(保密的论文在论文解密后应遵守

3、此规定）论文作者签名:指导教师签名：曰期：>。,工本人授权中国学术期刊（光盘版）杂志社、中国科学技术信息研究所等单位将本学位论文收录到有关“学位论文数据库”之中，并通过网络向社会公众提供信息服务。因某种特殊原因需要延迟发布学位论文电子版，同意在□一年/□两年/□三年以后,在网络上全文发布。（此声明处不勾选的，默认为即时公开）论文作者签名:指导教师签名:曰期:>d注：请将此页附在论文首页。西安建筑科技大学硕士学位论文基于压力拱理论及应力释放率的隧道围岩稳定性研究专业：建筑与土木工程硕士生：吕钊指导教师：邵珠山教授摘要隧道的开挖过

4、程中，隧道周围的岩体应力状态随即发生改变。压力拱效应的形成对隧道的自稳能力以及隧道的深、浅埋划分有着决定性作用，这也是对于软弱或具有流变性质的围岩，隧道支护结构设计中围岩应力释放率的选择的一个重要的参考。本文采用数值方法，研究了隧道结构设计参数、工程地质条件、压力拱效应以及围岩应力释放率之间的内在关系，具体内容如下：（1）以京新高速金盆湾隧道为工程依托，描述了隧道施工过程中的压力拱效应，采用应力路径分析方法，给出了隧道压力拱的定义和内、外边界的确定方法。（2）通过MIDAS/GTS数值模拟，定量地研究了隧道埋深、隧道跨度、围岩

5、力学参数、隧道围岩分层、施工过程等因素对压力拱的影响规律。从数值结果可以看出，若要形成压力拱效应，隧道存在临界成拱埋深，在既定地质条件下，隧道跨度是影响临界成拱埋深的最大因素。（3）以隧道能否性形成有效的压力拱为依据，给出了金盆湾隧道压力拱临界成拱埋深，进行了深、浅埋的判定与划分，通过与测量数据对比，为隧道的动态设计和施工提供了一定的参考。（4）采用MIDAS/GTS软件建立了金盆湾隧道的三维计算模型，分析了围岩应力释放率对压力拱效应、隧道变形及支护结构受力的影响。结果表明：对于金盆湾软弱围岩隧道，初次应力释放率是影响开挖过程

6、中围岩稳定性的重要因素。关键词：大跨度隧道；软弱围岩；数值模拟；压力拱；应力释放率西安建筑科技大学硕士学位论文ResearchintothesurroundingrockstabilityoftunnelbasedonthepressurearchtheoryandstressreleaserateSpecialty：ArchitectureandCivilEngineeringPostgraduate：LvZhaoInstructor：Prof.ShaoZhushanAbstractThestressstateofsurro

7、undingrockwillchangewithexcavationoftunnel.Theself-stabilityofthetunnelandthedivisionofdeeporshallowtunnelaredecisivelyaffectedbytheformationofthepressurearcheffect,whichisregardedaskeyreferencefortheselectionofstressreleaserateinthedesignofthetunnelsupportstructure

8、forweakrockwithrheologicalproperties，theintrinsicrelationshipsamongthestructuraldesignparametersoftunnel、theengineeringgeologicalcondition