高地应力软岩隧道施工期时空效应及初期支护选型研究

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1、学校代码：‘密级：公开硕士学位论文地应力软岩隧道施工期时空效应及初期支护选型研究作者姓名刘士海学科专业桥梁与隧道工程指导教师张德华副教授培养院系土木建筑工程学院二零一五年三月如交乂學硕士学位论文髙地应力软岩隧道施工期时空效应及初期支护选型研宄：刘士海导帅‘：张德华北京交通大学爿学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供査阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本

2、授权说明）学位论文作者签名：签字曰期：月曰:十■：公北京交通大学硕士学位论文岛地软隧施丨：期时空效及仞期支护选型研究作者姓名：刘海〒：：帅姓名：：张德年职称副教授卞位类别位级別：硕士科业：桥梁力隧逍程研究方向：隧逍裎北京交通人卞致谢年的研宂生」生邶即将纟电对我来说这段经打人多的感触的时迅然短皙，纾⑴的士师的恩估、师兄弟之间的怙成对我这段文好吋光似珍改的忆。本论文的丁作足作我的导师张德屮老师的悉心指导卜完成的，从论文的选题、构思和论文的撰、定稿’个环竹都离倾汗张老师的人七的桔力，张老严遂的治卞态度和科卞的丨：作办认给我极人的帮助和影响。此龙心感谢：■：来张德华老师对我的关心和指导。谭

3、忠盛、上秀英、孙晓静等老师对我的科研和论之丨：作捉出很多货的意见，在学二和牛活都给，我很人的关心和帮助此叫他们衣小犮心的谢验室丄作及撰写论：期间，得到上龙、力飞、德鑫、刘强等溥师兄们对我论文的耐心指疔，行到朱安芾师姐、韩贊、郑俊、邢绍川、。永等师兄们给的关怀，时衍到韩彳：贤、张隽玮、娄海成匁学及各位帅弟的大力帮助，仵此向他们灰达我设作诚的感谢。感谢关心和上持我的家人，使我能够在学校心完成我的孕、。屮文摘要中文摘要摘要：最近我同正在规划及修建的铁路隧进、公路隧进丨程屮，深埋高地应力软力隧道出现的几率越来越大。此类隧逬常会发生镇级很人的急剧变形、支护扭曲、破坏及侵入净令等问题，以至不得

4、不实施费丨：耗时并安令风险的支护拆换和断面扩挖作、丨严《￡影响常施。本文以彳新铁路第：双线标存在极高地应力的大梁山隧道为工程背景，通过现场试验、珲论分折及数值计算方法，对高地应力软岩隧道施工期时空效应及初支结构作用机理进行研宂分折，卞要工作及所得结果如下：、结合大梁山隧道工程实例，对高地应力软畀随道程特性进行研宄。对此类隧道变形特征、变形力学机制、围岩挤甩性程度判别：个面进行了探讨分析，阐释了“挤压型”大变形即具有高应力背景的软弱闱畀大变形的工程特点，并提出用挤因了乍为判定围岩挤压性程度的量化指标。、利用建立大梁山隧道。：维弹塑性有限元模型，对三台阶七步幵挖高地应软畀隧道施工期时空

5、效应进行初探。着最分析了隧道施工期支护结构受力特性；并分析比较两种工序的塑性、纵断面效应以及纵向开挖对目标面的影响，以优化施工工序，指导依托工程施〔，深入了解高地应力软岩隧道施工期的时空效应。、系统幵展型钢钢架与格栅钢架在高地应力软岩隧道支护中适应：性的现场对比试验研究。选取大梁山隧道试验条件基本相同的隧道洞身段作为试验段，分别设置型钢钢架支护段与格栅钢架支护段各对施工过程中的围岩位移、初支钢架应力、围岩初期支护接触压力进行对比分析，探讨型钢钢架和格栅钢架的适用条件，优化大梁山隧道的支护参数。、基于围岩支护特征理论，在综合考虑喷射混凝土时间硬化规律基础上，分析了型钢钢架、格栅钢架及

6、格栅套拱的支护机理，探索高地应力软岩隧道工程中不同刚度支护的力学响应过程，绘制高地应力软岩隧道几种可能的围岩支护特征曲线，为高地应力软岩隧道合理支护形式的确定提供理论依据。关键词：隧道工程；软弱围岩；高地应力；时空效应；钢架选型；对比试验；数值模拟；特征曲线法；分类号：ABSTRACTABSTRACTABSTRACT：：；；；；；；；1匕十义通、？她卜：IbA目录屮之摘耍叫题的捉出论文依托下杓竹程接本概况祝地质估况水乂及象概况尚地应力概况内外研宄现状“地丨々力软隧道的迮设与发展高地应力软打隧逍研宂现状本文研允怠义研究内谇及方法研宄内容研宄方法研允技术路线论文的创新点高地应力软隧道上

7、程特性研宄概述萵地应力软沿隧道大变形机理卨地应力软岩隧道变形特征卨地应力软打隧逍变形力，机制闱右挤汛件裎度的判识大梁山隧道的」：程特件大梁隧道仞始地应力特征大梁山隧逍闱矜强度分析大梁山隧道闱荇变形特性及挤汛性程度的判识小结岛地应力软岩隧道施丄期时空效应分折概述北夂迪卜？论人义山进现场施丨：隧道数侦校拟迮校校喂范闷边界条力‘？：梦放选収数仇分析研允思路文护结构受力特件嘲性讨比分析纵断面效应付比分析纵叫幵挖对丨怀的影响研宂小结型钢格栅女护适应忭现场对比试验研宄概述忒验力■