隧道软弱围岩强度特性及支护结构稳定性研究

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1、１＾：；—立论ｆ—隱临：ｉｒ．．ｉ？ｆｔ議ｎ１李－－？ｔ．＾栽Ｍ，Ｈ．ｆ－ｈＫ：：變－Ｉ．杉ＳｉＩ＾，．．ａｌ：ｌｌ；；关于论文使用授枚的说明本学位论义作者及指导教师完全了解江宁工涯技乂大学有关保留、使用学位论文的规定，同意迂宁工程巧术大学保留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，学校可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密的学位论文在解密后应遵守此协议学位论义作者繞导师签名年月日月

2、０＾分类号ＴＵ４５７学校代码１０１４７ＵＤＣ密级公开博壬学位论文隧道软弱围岩强度特性及支护结构稳定巧研究ＴｕｎｎｅｌｉｎＳＯ化ａｎｄｗｅａｋｓｕｒｒｏｕ田ｄｉｎｒｏｃｋＳｔｒｅｎｔｈｇｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ作者巧名李旭巧导教巧张向东申巧学位工学博±学科专业岩±工程研巧方向环境岩±工程狂宁工程技术大学致谢Ｈ年多的博±生活一晃而过，在论文完成之际，衷也的感谢给予我支持和帮助

3、的老师？、同学和亲人。本论文是在张向东教授的指导下完成的。首先向给予本论文悉也指导的张向东一教授表示衷也的感谢。从论文的选题、撰写、定稿过程中，每个环节都倾注着恩师无数的也血。在张向东教授科研团队的六年里，不但丰富和提升了我的专业知识，而且多次参与项目使我能有机会得到历练，令我受益匪浅，同时也为本论文的撰写奠定了坚实的基础。张向东老师治学严谨、勤奋、积极乐观的生活态度为我树立了人生的典范。在此谨向张向东老师表示衷也的感谢和深深的敬意！感谢地建系张树光老师、贾宝新老师、李永静老师、兰常玉老师，交通止建系易富老师、戴成元老师、张

4、淑坤老师，在论文撰写过程中给予帮助和指正。感谢孙闯博±在论文写作过程中的指导和帮助！！在论文中，参考了大量的文献资料，向这些文献的作者表示感谢感谢在百忙中审阅、评议本博±论文和出席博±论文答辩的各位专家、教授！最后，衷也地感谢所有在我漫漫求学路上给予帮助、解惑和关也的老师、亲人和朋友们！摘要软弱岩体的存在给大断面隧道支护结构设计及围岩稳定性计算等带来一系列棘手的问题。由于软弱岩体中节理、裂隙的存在，其为学行为受岩石强度、结构面状况及应力状态等多方面影响，存在节理的硬岩在高应力作用下仍会表现出明显的大变形特性及应变软化

5、特性，岩体的扩容现象突出，岩体变形具有不连续性。所Ｗ，对于软弱岩体强度特性及峰后力学行为等问题值得深入研究与讨论。论文针对Ｗ上问题，从隧道软弱围岩的变形破坏机制出发，通过室内岩石Ｈ轴试验及现场超前地质探测技术相结合的方法，探讨软弱围岩的强度恃征，确定围岩结构特性，分析深埋隧道软弱围岩在卸载过程中的应变软化行为及强度损伤演化规律，研究围岩在二次应力作用下的应力场－、位移场分布规律约束法确定围岩及支护结构安全系数；采用收敛，并对支护结构及隧道开挖方法进行优化设计，通过现场监测及数值计算验证优化结构的安全稳定性。论文得出具体结论如下：

6、（１）Ｓ／基于量化Ｇ围岩评级系统，确定隧道软弱围岩在峰值及峰后残余状态的强度Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｗｎ准则及岩体连参数，结合续介质应变软化理论，构建深埋软弱围岩峰值及峰后残余强度参数的函数关系式。（２）通过岩石室内Ｈ轴试验，确定峰后软化模量与围压关系，构建完整岩石峰后应变软化模型，结合超前地质预报方法，确定深埋隧道软弱围岩力学参数，指导隧道开挖方案优化及支护结构设计。－（３）通过数值计算与现场监测数据可知约束法适用于大断面软弱隧道围岩支，收敛３ｄ护结构设计，，通过ＦＬＡＣ有限差分软件构建隧道Ｈ维数值模型得出不同开挖方法的围－岩支护

7、结构相互作用关系，提出各开挖方案的围岩安全系数，并对现有支护方案及开挖方法进行优化设计，通过现场监测数据验证优化设计的可靠性。－（４）提出进化神经元算法与ＢＰ神经网络算法賴合的ＧＡＢＰ神经元算法，应用于铺子山隧道施工围岩大变形预测，对隧道围岩变形监测数据进行多步滚动预测，通过实测数据与预测结果相比较，表明该算法具有极高的预测精度，可对类似工程提供借鉴。关键词：隧道；软弱围岩；应变软化；收敛约束法进化神经元；－－ＩＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｒｅｓｅ打ｃｅｏｆｓｏｆｔｒｏｃｋｔｕｎｎｅｌｓｕｏｒｔ，ｅ１：ｃ．ｔｏｂｒｉ

8、ｎａｓｅｒｉｅｓｏｆｔｈｏｒｎｉｓｓｕｅｓ．