岩质隧道围岩应力释放率的确定与结构力学性状研究

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1、分类号：TU4烨10710一S06210584谖孝犬海硕士学位论文岩质隧道围岩应力释放率的确定与结构力学性状研究导师姓名职称申请学位级别论文提交日期学位授予单位闰立来刘保健教授答辩委员会主席学位论文评阅人谢永利教授韩晓雷教授杨晓华教授摘要随着我国经济的发展，对公路等级的要求也越来越高，大量的公路隧道也随着出现。隧道的建设在开挖和支护过程中，围岩应力得到释放，引起洞室围岩体发生应力重分布，当这种重新分布应力超过围岩的强度极限时，将会造成围岩的失稳破坏，因此隧道施工过程中围岩体应力释放率的确定对隧道初期支护和二次衬砌支护的安全起着重要的作用，

2、它决定着隧道结构设计的是否合理，也是对隧道围岩稳定性与支护结构可靠性评价的重要因素。论文依托内蒙古阿拉坦隧道工程，运用ANSYS有限元分析软件建立弹塑性模型，对隧道围岩开挖过程和支护结构进行数值仿真模拟。在本文中分别数值仿真了Ⅳ级和Ⅲ级两个等级的隧道围岩断面，对隧道围岩在开挖锚喷支护后的位移和应力变化进行分析，确定围岩稳定时合理的应力释放率以及开挖对围岩的影响范围。然后分析合理围岩应力释放率下锚喷初支护和二次衬砌支护的力学特性，并同《公路隧道设计规范》中的要求对比，对设计作初步安全性评价，进而提出优化初期锚喷支护和二次衬砌支护结构的建议，

3、达到指导设计和施工的目的。在工程现场，隧道开挖后及时进行锚喷初支，控制围岩的应力和变形，使围岩充分自稳并发挥拱效应，同时加强监测，及时进行信息反馈，对隧道围岩及支护的力学行为进行系统的分析。关键词：公路隧道、围岩应力释放率、围岩稳定性、弹塑性模型、数值模拟、安全评价AbstractAsChina’Seconomicdeveloping，therequirementsofroadgradearehigherandhigher,alargenumberofroadtunnelshaveemerged雒．Tunnelexcavationandc

4、onstructioninsupport，surroundingrockstressreleaSe，causingcave—wallstressredistributionoccurswhensuchare．distributionofstressoverthelimitoftheintensityofthesurroundingrock，therockwillresultinlossunderminethestability,SOthereleaseofstress-rateintheprocessofthetunnelconstruc

5、tiondeterminestheinitialsupportofthetunnelliningandsecondarysupportoftheSecurityplayedanimportantrole，whichdeterminesthestructureofthetunnel’SdesignisreaSonable．舔wellasforrocktunnelStabilityandreliabilityevaluationofthesupportingstructureofanimportantfactor．Thepaperrelyso

6、nthetunnelprojectofInnerMongoliaAlatan,usingANSYSfiniteelementanalysissoftwaretobuildelastic-plaSticmodeloftherocktunnelexcavationprocessandthesupportingstructuretocarryoutnumericalsimulation．Inthisarticle，respectively,simulatestheIIIandIVgradestunnelwallsection，thewallof

7、thetunnelexcavationintheanchorboltingafterthedisplacementandstressanalysistodeterminewhenareaSonablestabilityofthesurroundingrockstressreleaSe．AswellaStherateofrockexcavationoftheaffectedarea．Analysisofthemechanicalpropertiesintheearlysupportandsecondarysupportliningunder

8、areasonablerateofthereleaSeofstress，andthencontraSttO”thetunnelroaddesignspecifications”，dothepr