上官隧道围岩变形监测与时空效应分析

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1、分类号学号M200973104 学校代号10487密级硕士学位论文上官隧道围岩变形监测与时空效应分析学位申请人:范恒学科专业:岩土工程指导教师:龚文惠教授答辩日期:2011年12月AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftherequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheMonitoringofConstructionandSimulationonSpace-timeEffectofShangguanTunnelCandidate:FanHengMajor

2、:GeotechnicalEngineeringSupervisor:Prof.GongWenhuiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaDecember,2011独创性声明本人声明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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：

3、日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、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论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着山岭区公路建设的不断发展和公路等级的不断提高，公路隧道的建设规模和数量日

4、益增多。我国公路隧道的建设起步相对较晚，但近些年来国家大量投资修建高等级公路的同时，公路隧道修筑规模及数量有了较大的发展。施工监测是直接关系到隧道施工安全的关键。因此，开展公路隧道施工动态监测和围岩稳定性分析的研究具有理论和实际意义。本文以杭瑞高速公路上官隧道监测项目为背景，结合上官隧道的工程地质条件和施工方法，根据相关规范设计了具有较强适用性的监测施工方案，为现场监测工作提供了有效的指导。本文着重从围岩变形的时间效应和空间效应，对所监测数据进行统计分析，总结出上官隧道围岩变形随时间的四种表现形式，并依据适合本工程的围岩稳定判别标准得出监测

5、断面的稳定时间及统计分析，另外，对不同围岩等级下洞顶沉降与其距掌子面的距离进行数据统计分析，归纳出上官隧道围岩变形空间效应表现形式。依据上官隧道围岩变形的表征形式，提出适合上官隧道的监控预警机制，并将其应用于上官隧道的监控量测过程中，对32个断面发出29封预警，成功地完成预报工作，并预防了重大施工事故的发生。采用FLAC3D对上官隧道进口浅埋段的施工过程进行了三维数值模拟。探讨了进口段隧道开挖过程中拱顶沉降随时间的变化及随断面距掌子面的距离的空间效应。分析表明，上官隧道各断面在开挖后随着时间变化，及掌子面的向前推进，拱顶沉降逐渐增大并趋于稳

6、定。而在掌子面尚未开挖到的断面，2倍洞径范围内已有围岩扰动和洞顶沉降，且1倍洞径范围内的影响为最大。而在掌子面开挖后，断面距掌子面距离为2.5倍洞径后沉降基本完成。论文所得结论可为工程设计和施工提供一定参考。关键词：公路隧道施工监测围岩变形时空效应数值模拟I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofhighwayinmountainareas,moreandmorehighwaytunnelsarebuilt.Thereisalatestartofhighwaytunnelinourcountry,bu

7、twiththelargeinvestmentinhighlevelhighway,thereisahugeincreaseaboutqualityandquantityofhighwaytunnelinstruction.Theconstructionmonitoringisthekeyfactorwhichcangreatlyaffectedthesecurityofthetunnelconstruction.Therefore,thestudyontheconstructionmonitoringandstabilityanalysi

8、sofsurroundingrockofhighwaytunnelhastheoreticalandpracticalsignification.Therockstability