興源隧道軟巖大變形控制技術(shù)及施工方法研究

1 引言
1．1 背景及研究意義
1．2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1．2．1 軟巖大變形機(jī)理的研究現(xiàn)狀
1．2．2 變形控制措施的研究現(xiàn)狀
1．2．3 極限位移與變形控制基準(zhǔn)的研究現(xiàn)狀
2 興源隧道位移反分析
2．1 位移反分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2．2 噴錨支護(hù)提供的最大支護(hù)抗力
2．2．1 剪切滑移體的形成
2．2．2 噴錨支護(hù)所提供的最大抗力的計(jì)算
2．2．3 非圓形隧道的處理
2．3 興源隧道位移反分析
2．3．1 位移反分析原理
2．3．2 興源隧道位移反分析
2．4 小結(jié)
3 興源隧道施工監(jiān)控量測(cè)與分析
3．1 興源隧道工程概況
3．1．1 工程地質(zhì)
3．1．2 水文地質(zhì)
3．2 試驗(yàn)方案及測(cè)試項(xiàng)目
3．2．1 支護(hù)參數(shù)
3．2．2 施工方法及工序
3．2．3 測(cè)試項(xiàng)目及方案
3．3 進(jìn)口段DK409+710斷面監(jiān)控量測(cè)分析
3．3．1 變形監(jiān)測(cè)分析
3．3．2 圍巖壓力監(jiān)測(cè)分析
3．3．3 鋼架應(yīng)力監(jiān)測(cè)分析
3．3．4 二次襯砌接觸壓力監(jiān)測(cè)分析
3．4 進(jìn)口段DK409+720斷面監(jiān)控量測(cè)分析
3．4．1 變形監(jiān)測(cè)分析
3．4．2 圍巖壓力監(jiān)測(cè)分析
3．4．3 鋼架應(yīng)力監(jiān)測(cè)分析
3．4．4 二次襯砌接觸壓力監(jiān)測(cè)分析
3．5 斜井正洞段DK411+282斷面監(jiān)控量測(cè)分析
3．5．1 變形監(jiān)測(cè)分析
3．5．2 圍巖壓力監(jiān)測(cè)分析
3．5．3 鋼架應(yīng)力監(jiān)測(cè)分析
3．5．4 二次襯砌接觸壓力監(jiān)測(cè)分析
3．6 斜井正洞段DK411+413．8斷面監(jiān)控量測(cè)分析
3．6．1 變形監(jiān)測(cè)分析
3．6．2 圍巖壓力監(jiān)測(cè)分析
3．6．3 鋼架應(yīng)力監(jiān)測(cè)分析
3．7 出口段DK411+920斷面監(jiān)控量測(cè)分析
3．7．1 變形監(jiān)測(cè)分析
3．7．2 圍巖壓力監(jiān)測(cè)分析
3．7．3 鋼架應(yīng)力監(jiān)測(cè)分析
3．7．4 二次襯砌接觸壓力監(jiān)測(cè)分析
3．8 出口段DK411+968．8斷面監(jiān)控量測(cè)分析
3．8．1 變形監(jiān)測(cè)分析
3．8．2 圍巖壓力監(jiān)測(cè)分析
3．8．3 鋼架應(yīng)力監(jiān)測(cè)分析
3．8．4 二次襯砌接觸壓力監(jiān)測(cè)分析
3．9 小結(jié)
4 興源隧道塑性圈影響半徑、初期支護(hù)承載力和開(kāi)挖后變形計(jì)算
4．1 塑性圈影響半徑計(jì)算
4．1．1 卡斯特奈塑性圈影響半徑計(jì)算
4．1．2 芬納塑性圈影響半徑計(jì)算
4．1．3 塑性圈影響半徑分析結(jié)論
4．2 初期支護(hù)承載力計(jì)算
4．3 隧道變形計(jì)算及變形分級(jí)
4．3．1 隧道彈黏性計(jì)算模型
4．3．2 隧道彈性計(jì)算模型
4．3．3 計(jì)算參數(shù)確定
4．3．4 隧道圍巖變形計(jì)算與分析
4．3．5 變形分級(jí)
4．4 小結(jié)
5 興源隧道大變形段支護(hù)參數(shù)優(yōu)化分析
5．1 計(jì)算模型與計(jì)算參數(shù)
5．1．1 計(jì)算模型的假定
5．1．2 計(jì)算參數(shù)
5．1．3 計(jì)算簡(jiǎn)圖
5．1．4 邊界條件
5．1．5 支護(hù)結(jié)構(gòu)的數(shù)值實(shí)現(xiàn)方法
5．2 鎖腳錨管不同長(zhǎng)度對(duì)比分析
5．2．1 位移
5．2．2 錨管軸向應(yīng)力
5．2．3 一層鋼拱架（Ⅰ22b）應(yīng)力
5．2．4 二層鋼拱架（Ⅰ18）應(yīng)力
5．2．5 一層噴射混凝土應(yīng)力
5．2．6 塑性區(qū)
5．3 不同鎖腳錨管下斜角度對(duì)比分析
5．3．1 位移
5．3．2 錨管軸向應(yīng)力
5．3．3 鋼拱架應(yīng)力
5．3．4 噴射混凝土應(yīng)力
5．3．5 塑性區(qū)
5．4 鎖腳錨管不同直徑對(duì)比分析
5．4．1 位移
5．4．2 錨管軸向應(yīng)力
5．4．3 鋼拱架應(yīng)力
5．4．4 噴射混凝土應(yīng)力
5．4．5 塑性區(qū)
5．5 鋼拱架不同間距對(duì)比分析
5．5．1 位移
5．5．2 錨管軸向應(yīng)力
5．5．3 鋼拱架應(yīng)力
5．5．4 噴射混凝土應(yīng)力
5．5．5 塑性區(qū)
5．6 基于荷載-結(jié)構(gòu)模型二次襯砌的不同厚度對(duì)比分析
5．6．1 計(jì)算模型
5．6．2 計(jì)算結(jié)果與分析
5．7 小結(jié)
6 興源隧道大變形圍巖段變形控制措施研究
6．1 支護(hù)參數(shù)和施工方法
6．2 材料參數(shù)及有限元模型
6．3 三臺(tái)階七部開(kāi)挖法不同臺(tái)階高度對(duì)比分析
6．3．1 圍巖變形及塑性區(qū)分布
6．3．2 噴射混凝土應(yīng)力分析
6．3．3 鎖腳錨管應(yīng)力分析
6．4 三臺(tái)階七部開(kāi)挖法不同臺(tái)階長(zhǎng)度對(duì)比分析
6．4．1 圍巖變形及塑性區(qū)分布
6．4．2 噴射混凝土應(yīng)力分析
6．4．3 鋼拱架應(yīng)力分析
6．4．4 鎖腳錨管應(yīng)力分析
6．5 三臺(tái)階七部開(kāi)挖法不同開(kāi)挖進(jìn)尺對(duì)比分析
6．5．1 圍巖變形及塑性區(qū)分布
6．5．2 噴射混凝土應(yīng)力分析
6．5．3 鋼拱架應(yīng)力分析
6．5．4 鎖腳錨管應(yīng)力分析
6．6 三臺(tái)階七部開(kāi)挖法不同鎖腳錨管長(zhǎng)度對(duì)比分析
6．6．1 圍巖變形及塑性區(qū)分布
6．6．2 噴射混凝土應(yīng)力分析
6．6．3 鎖腳錨管應(yīng)力分析
6．7 三臺(tái)階七部開(kāi)挖法不同鎖腳錨管角度對(duì)比分析
6．7．1 圍巖變形及塑性區(qū)分布
6．7．2 噴射混凝土應(yīng)力分析
6．7．3 鎖腳錨管應(yīng)力分析
6．8 不同鎖腳錨管直徑及組合對(duì)比分析
6．8．1 圍巖變形及塑性區(qū)分布
6．8．2 噴射混凝土應(yīng)力分析
6．8．3 鎖腳錨管應(yīng)力分析
6．9 三臺(tái)階七部開(kāi)挖法不同縱向連接對(duì)比分析
6．9．1 圍巖縱向位移分析
6．9．2 縱向連接軸向應(yīng)力分析
6．10 二次襯砌施作時(shí)機(jī)的黏彈塑性有限元模擬分析
6．10．1 圍巖的黏彈塑性特性
6．10．2 黏彈塑性有限元模擬分析
6．11 小結(jié)
7 極限位移及變形控制基準(zhǔn)
7．1 基于突變理論的極限位移研究
7．1．1 突變理論及突變模型
7．1．2 極限狀態(tài)的塑性應(yīng)變突變判別準(zhǔn)則
7．1．3 突變理論在興源隧道中的實(shí)際應(yīng)用
7．2 興源隧道變形控制基準(zhǔn)建立
7．2．1 隧道穩(wěn)定性極限位移判別準(zhǔn)則
7．2．2 興源隧道變形控制基準(zhǔn)的建立
7．3 小結(jié)
8 興源隧道大變形機(jī)理分析
8．1 大變形的定義及類型
8．2 隧道圍巖大變形破壞的影響因素
8．2．1 巖體特性對(duì)圍巖大變形的影響
8．2．2 地下水條件對(duì)圍巖變形的影響
8．2．3 地應(yīng)力場(chǎng)及支護(hù)強(qiáng)度對(duì)圍巖變形的影響
8．2．4 施工方法對(duì)圍巖變形的影響
8．3 圍巖的黏彈塑性分析
8．4 圍巖的大變形機(jī)理分析
8．5 小結(jié)
9 興源隧道軟巖大變形施工技術(shù)
9．1 施工方法
9．1．1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)
9．1．2 開(kāi)挖技術(shù)
9．1．3 超前支護(hù)
9．1．4 鋼架架立
9．1．5 鎖腳錨管/系統(tǒng)錨桿
9．1．6 注漿施工
9．1．7 襯砌施工
9．2 施工取得的效果
10 結(jié)論及展望
10．1 結(jié)論
10．2 展望
參考文獻(xiàn)