财神梁隧道施工监测与围岩稳定性研究

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1、分类号U45单位代码10618密级学号106270306硕士学位论文论文题目：财神梁隧道施工监测与围岩稳定性研究ConstructionMonitoringandStabilityAnalysisofSurroundingRockinCaishenliangTunnel研究生姓名：陈松导师姓名、职称：徐林生教授博导申请学位门类：工学专业名称：结构工程论文答辩日期：2009年3月28日学位授予单位：重庆交通大学答辩委员会主席：熊有言评阅人：熊有言涂忠仁2009年3月摘要在隧道施工过程中进行监控量测的研究工作具有重大的经济意义和实际应用价值。本

2、文以奉节至云阳高速公路财神梁隧道施工监测监控项目为依托，详细阐明了财神梁隧道区工程地质条件和施工现场监控量测的方法、内容以及监测项目的布置形式、位置等内容，然后从数值模拟和现场测控两个方面对该隧道开挖后的围岩稳定性情况进行了分析。一方面作为施工监测，保证财神梁隧道的安全顺利施工，对检验设计的合理性提供了有益的参考；另一方面，作为科研监测，得到了公路隧道施工中围岩和支护系统的受力和变形规律，可为同类工程提供有益的借鉴。主要研究内容如下：（1）通过对各监测断面监测数据的计算分析，绘制了断面的周边水平收敛及拱顶下沉随时间变化曲线，并对不同的围岩变

3、形位移－时间特征曲线进行了分析和总结。尽管受围岩类别、地质条件、施工方法、岩体结构及地应力等多方面因素的影响，隧道围岩变形呈现出各种各样的形态，但受时空效应的影响，曲线整体上还是呈现出一定的规律性。各种类型的曲线中，“抛物线”型最为普遍，其次是“似台阶”型，其它类型的曲线相对较少。（2）对20个典型断面的量测数据进行了回归分析，给出了代表断面的回归方程，依据《公路隧道施工技术规范(JTJ024-94)》和以上计算出的位移收敛速率和最终收敛位移，有效地判定围岩的稳定情况并确定二次衬砌的合理施作时间，对施工提出指导性意见。（3）通过三维有限元计

4、算在两种不同开挖方法下的隧道围岩的应力、位移特征，分析了隧道围岩在不同开挖时步的应力与位移变化特点以及支护结构的应力特征。结果表明，在支护衬砌结构中，台阶法开挖比全断面法开挖更有利于结构的安全。全断面法开挖时围岩的最大主应力和最大位移均比上下台阶法时稍大，但在同样满足规范要求的条件下，采用全断面法完全可以保证施工中围岩的安全稳定，简化施工过程，大大缩短了工期，节省成本，具有明显的经济效益。关键词：公路隧道；监控量测；回归分析；围岩稳定性；数值分析ABSTRACTMonitoringresearchworkintunnelconstructi

5、onprocesshavegreateconomicsignificanceandpracticalapplicationvalue.Relyingonthecaishenliangtunnelproject,thetunnelsituatedonthefreewayofFengjie一YunyanginChonqing.Inthisthesis,themethodsandcontentsoffieldmonitoring,layoutandlocationsofmonitoringitemsaredetailedlyexpatiated.

6、Thenputstheemphasesonanalyzingthestabilityoftunnelsurroundingrockwithnumericalsimulationandconstructionmonitoring.Foronething,asconstructionmonitoring,itcanguaranteethesafetyofBazilingbranchedtunnelandprovidehelpfulreferencetochecktherationalityofdesign.Foranother,itcangiv

7、eotherbranchedtunnelsthatarebeingconstructedorwillbeconstructedbeneficialadvicesowingtothereceiptofrulesfromthisproject.Thispaperhasthefollowingresearch:(1)Throughthecalculationandanalysisofmonitoringdatatoeachmonitoringsections,theboundaryconvergenceandvaultssinkingcurves

8、weredrew,differentsurroundingrockdeformationanddisplacement-timecharacteristiccurveswerea