丁家山软弱围岩隧道施工力学行为研究分析

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftherequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchandAnalysisonConstructionMechanicalBehaviorsofDingjiashanSoftWallRockTunnelCandidate:ShiJianMajor:GeotechnicalEngineeringSupervisor:Prof.LiXiaoqingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,

2、P.R.ChinaJan.,2012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：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

3、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丁家山软弱围岩隧道由于围岩软弱破碎、节理裂隙发育，埋深浅，施工中若采取不当的施工方法和支护措施极易引发工程事故，因此研究分析其在施工过程中所现出的各种施工力学行为，评价施工和支护的安全性和合理性，提出合理的施工工艺及支护措施，对于隧道顺利、安全施工具有非常重要的理论意义和实际意义。本文以丁家山隧道为依托工程，首先从理论上分析了围岩应力、压力的计算方法和变

4、形的分布特征，然后通过分析现场监测数据和数值模拟的方式，对软弱浅埋围岩段隧道的施工力学行为进行了较为系统的研究，评价了施工过程和支护参数的安全性和合理性，并优化选取了施工方法。（1）从弹塑性力学和岩土力学角度分析软弱围岩初始应力场、围岩应力的大小和分布、围岩变形的特征，以及围岩压力的分类和计算方法。（2）对丁家山隧道进行现场施工监测，对拱顶沉降、地表沉降、周边收敛、锚杆内力、钢拱架内力、围岩内部位移、围岩与支护间的压力等监测指标在施工过程中的变化规律进行分析，结果表明施工工法和支护参数是合理的，仰拱和二衬的施作时间可以适当提前。（3）采用FLAC对丁家山隧道左线出口段施工过程

5、进行数值模拟，分析在施工过程中软弱围岩隧道的围岩变形、应力和塑性区分布，以及支护结构受力情况，结果表明整个施工过程是稳定和安全的。（4）采用FLAC建立丁家山隧道Ⅴ级围岩段施工数值分析模型，对比分析三台阶法、双侧壁导坑法两种工法对软弱围岩变形和塑性区分布的影响，从而优化选取双侧壁导坑法作为施工的最佳方案。关键词：软弱围岩浅埋隧道现场监测数值模拟I华中科技大学硕士学位论文AbstractBecauseofsoftandfragilewallrock,developedjointfissure,andshallow-buried,constructionaccidentwould

6、happeneasilyifconstructionmethodsandsupportingmeasuresarenotappropriateinDingjiashantunnel,soithasveryimportanttheoryandpracticalsignificancetoanalyzeseveralconstructionmechanicalbehaviors,evaluatesafetyandrationalityofconstructionandsupporting,andputforwardreasonableconstructiontechniquesa

7、ndsupportingmeasuresforsmoothlyandsafeconstruction.BasedonDingjiashantunnel,computationalmethodsofwallrockstressanddistributioncharacteristicsofdeformationareanalyzedfirst,andthenthroughfieldmonitoringandnumericalsimulation,constructionmechanicalbehavior