深埋隧道软弱围岩稳定性研究及其加固效果分析

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1、劣拿未交硕士学位论文深埋隧道软弱围岩稳定性研究及其加固效果分析StudyontheStabilityofWeakSurroundingRockandAnalysisoftheEffectofReinforcementMeasures作者：周朋导师：张顶立教授北京交通大学2013年3月学位论文版权使用授权书洲IIIlllllUllllLIIIIIY2427904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，

2、并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。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授权说明)学位论文作者签名：f司响导师签字日期：p乡年弓月h日签字日期：年月日中图分类号：TU94UDC：625学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文深埋隧道软弱围岩稳定性研究及其加固效果分析StudyontheStabilityofWeakSurroundingRockandAnalysisoftheEffectsofReinforcementMeas

3、ures作者姓名：周朋导师姓名：张顶立学号：10121384职称：教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：桥梁与隧道工程研究方向：隧道工程北京交通大学2013年3月致谢岁月如梭，光阴似箭，交大七年的学习生活终将画上句号。二十来岁的年华，正是人生最宝贵的时光，感谢母校知行教诲，为我今后的生活工作指明方向；尤其这三年的研究生经历，诸多感恩、诸多留念：首先，感谢我的导师张顶立教授，张老师渊博的学识、开阔的思路、严谨的态度令人敬佩；论文完成的一年的时间里，从论文选题到最后定稿完成，自始自终都倾注了老师大量精力。老

4、师兢兢业业、为人谦逊：师德高尚，将是我一生学习的典范。能师从张老师学习隧道工程，我为自己感到庆幸，在此谨向张老师表示诚挚的敬意和感谢。感谢课题组陈铁林老师、张成平老师、骆建军老师和刘胜春老师长期以来的不吝指导和帮助；感谢房倩师兄、侯艳娟师姐、苏洁师姐、李鹏飞师兄、李淑师姐、李倩倩师姐、王剑晨师兄、宋浩然师兄在我论文写作过程中给予大量指导和帮助，尤其房师兄在我整个研究生期间的鼓励和帮助，让我终生受益；感谢杨克文、梁顺、曹刚、谢高鸿，感谢你们三年来的相伴，一起度过充实的研究生生活；感谢302的其他兄弟姐妹，感谢

5、你们给予我的真诚关心和帮助。感谢我的父母，是你们无微不至的关心、理解和支持，使我能够在学校专心学业、不断进步。最后感谢各位专家教授百忙之中对本文进行审阅并提出宝贵意见!周朋2013年3月中文摘要摘要：针对深埋隧道软弱地层隧道开挖围岩稳定性的问题，本文总结以往围岩稳定性研究方法，围岩失稳原因、破坏模式与机理以及破坏准则。采用理论推导、数值模拟以及现场监测等手段对软弱围岩及加固条件下的稳定性进行研究，同时对常用加固措施进行比较分析，主要研究成果如下：(1)系统总结围岩稳定性的影响因素，围岩失稳破坏模式、机理及破

6、坏准则，对近些年围岩失稳破坏部分案例进行总结分析，得到了围岩稳定性与围岩条件、埋深、开挖与支护等因素的统计关系。(2)对地下工程开挖拱效应进行分析，提出压力拱判别模式，给出压力拱内外边界确定方法；考虑初始应力场、围岩参数、开挖半径等因素对压力拱的影响，并根据压力拱的边界位置以及压力拱厚度判别隧道开挖围岩稳定性。(3)对于深埋软弱围岩，假定圆形隧道开挖之前对隧道围岩进行注浆加固，形成一个加固圈；在考虑加固的条件下，建立支护围岩作用体系力学模型并进行弹塑性求解，对各种工况下的塑性区半径以及隧道洞壁位移理论理求解

7、，绘出围岩特性曲线并与数值解进行对比分析；考虑喷射混凝土硬化时效特性基础上，绘制喷射混凝土及与钢拱架联合支护的特性曲线。(4)总结地下工程常用加固措施，选取软弱围岩隧道开挖常见的几种超前支护措施如管棚、超前小导管和超前锚杆进行分析，对各种加固措施的加固机理、加固效果以及施工工艺进行讨论；同时对管棚加固效果采用数值模拟的手段进行比较分析，可知管棚在超前支护中是加固效应与梁效应共同作用。关键词：深埋隧道；软弱围岩；加固；压力拱；围岩特征曲线；支护特性曲线分类号：TU94北京交通大学硕士学位论文ABSTRACTA

8、BSTRACTABSTRACT：Accordingtothestabilityproblemofsoftsurroundingrockfordeep-buriedtunnel，thispapersummarizedtheresearchmethodofrockmassstability,alsoconcludedthecause，thefailuremode,mechanismandcriteriaofsurro