丁家山软弱围岩隧道施工力学行为研究分析

摘要

丁家山软弱围岩隧道由于围岩软弱破碎、节理裂隙发育，埋深浅，施工中若采取不当的施工方法和支护措施极易引发工程事故，因此研究分析其在施工过程中所现出的各种施工力学行为，评价施工和支护的安全性和合理性，提出合理的施工工艺及支护措施，对于隧道顺利、安全施工具有非常重要的理论意义和实际意义。
　　本文以丁家山隧道为依托工程，首先从理论上分析了围岩应力、压力的计算方法和变形的分布特征，然后通过分析现场监测数据和数值模拟的方式，对软弱浅埋围岩段隧道的施工力学行为进行了较为系统的研究，评价了施工过程和支护参数的安全性和合理性，并优化选取了施工方法。
　　(1)从弹塑性力学和岩土力学角度分析软弱围岩初始应力场、围岩应力的大小和分布、围岩变形的特征，以及围岩压力的分类和计算方法。
　　(2)对丁家山隧道进行现场施工监测，对拱顶沉降、地表沉降、周边收敛、锚杆内力、钢拱架内力、围岩内部位移、围岩与支护间的压力等监测指标在施工过程中的变化规律进行分析，结果表明施工工法和支护参数是合理的,仰拱和二衬的施作时间可以适当提前。
　　(3)采用FLAC对丁家山隧道左线出口段施工过程进行数值模拟,分析在施工过程中软弱围岩隧道的围岩变形、应力和塑性区分布,以及支护结构受力情况,结果表明整个施工过程是稳定和安全的。
　　(4)采用FLAC建立丁家山隧道Ⅴ级围岩段施工数值分析模型，对比分析三台阶法、双侧壁导坑法两种工法对软弱围岩变形和塑性区分布的影响，从而优化选取双侧壁导坑法作为施工的最佳方案。

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容

2 围岩应力、变形分布及压力计算

2.1 初始应力场

2.2 围岩应力和变形

2.3 围岩压力的分类和计算

3 隧道围岩及支护结构的现场监测及数据分析

3.1 隧道施工现场监测

3.2 现场监测数据分析

4 软弱围岩隧道施工力学行为数值模拟分析

4.1 数值模拟模型的建立和开挖

4.2 三维数值模拟计算结果分析

4.3 数值模拟结果与现场监测数据的对比

5 丁家山隧道施工工法对比和优化

5.1 数值模拟模型的建立和开挖

5.2 二维数值模拟计算结果分析

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

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