深埋隧道软弱围岩稳定性研究及其加固效果分析
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，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。
深埋隧道;软弱围岩;稳定性分析;加固条件;数值模拟
北京交通大学
硕士
桥梁与隧道工程
张顶立
2013
中文
U451.2;U455.49
131
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）