地质顺层偏压隧道施工力学的研究

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1、西南交通大学硕士研究生掌位论文第1页摘要在山岭隧道修建过程中，有时隧道会穿越倾斜产状层状岩体，由于倾斜层状岩体在沿层面方向和垂直层面方向力学特性的差异，这类岩体不能视为各向同性岩体。为了明确隧道在层状岩体中开挖时力学特性，本文采用理论分析、数值模拟与模型试验相结合的手段，对这类岩体中隧道开挖后衬砌结构的力学行为进行了分析。论文首先分析了隧道偏压的成因、判别方法及研究现状，探讨了不同成因下围岩压力的计算方法。本论文通过室内相似材料模型试验，结合单线铁路隧道的特点，对V级围岩偏压衬砌进行相似模型试验。研究了顺层岩体

2、中隧道衬砌结构受力特征。本文在各向异性岩体特征基础上，以岩体横观同性为假设条件，推导了横观同性岩体隧道围岩应力特征，并对隧道开挖在此类各向异性岩体中的破坏特征进行了研究，提出了隧道围岩稳定性控制措施，为隧道在此类岩体中开挖引起的隧道变形、坍塌等破坏提供理论依据与防止技术思路。本文以ANSYS通用有限元计算软件对层状岩体中隧道开挖的力学行为进行了数值模拟，为探讨地质偏压隧道合理衬砌结构形式，文中对对称结构和非对称结构偏压衬砌受力’『青况也进行了分析。论文最后结合渝际铁路渔塘湾单线铁路隧道阐述了地质偏压隧道施工技术

3、，为今后类似工程设计与施工具有一定参考价值。关键词：偏压隧道；施工力学；模型试验；横观同性；数值模拟AbstractInmountaintunnelbuildingprocess，sometimesthetunnelwillcrosstheslantlayeredrockmass，Becauseslantlayeredrockmasshavedifferentmechanicscharacteristicsalongbeddingplanedirectionandtheperpendicularbeddingp

4、lanedirection,T11istypeofrockmasscarlnotbethinkedastheisotropicrockmass．inordertodecidethemechanicscharacteristicsoftheexcavatinginthelayeredrockmass，thebehaviorofmechanicsofliningstructureexcavatinginthistypeofrockmassisanalyzedinthewayoftheoryanalysis，nume

5、ricalsimulationandmodeltest．删sdissertationfirstanalyzedthecontributingfactors．distinguishingmethodsandstudystatusoftheunsymmetricalloadingamnel．Andthecalculationmethodsofthepressureofsurroundingrockmassesisdiscussedinthisthesis．Indoorsmodeltestemployingsimil

6、aritymaterialsandmainlyconsideringV—classsurroundingrockiscarriedoutinrespectofsingletrack，thecharacteristicsofstressdistributionfortIlelingstructureinbeddingstratifiedrockmBssisstudiedinthethesis．ThisdissertationiSbasedonthecharacteristicofAnisotropicrockma

7、sses，transverselyisotropicmcksishypothesized，Deducedthestresscharacteristicofsurroundingrockinsidetransverselyisotropicrockmasses，disastercharacteroftunnelexcavatinginthetypeofIransverselyisotropicrocksisanalyzed，thesurroundingrocksteadinesscontrolstrategyis

8、putforward，itwillprovidetheoryreferenceandpreventingtechniqueforthetunneldeformationandcollapseetc．ThenumericalsimulationiSproeeededtothebehaviorofmechanicsexcavatinginthelayeredrockmasswiththeg