黃土隧道變形控制基準(zhǔn)研究.pdf

1、西部大開發(fā)戰(zhàn)略決策的實施,促進(jìn)了西部地區(qū)高等級公路的發(fā)展,穿越黃土地區(qū)的公路隧道將越來越多。由于黃土具有其獨特的結(jié)構(gòu)性和強烈的水敏性,以九州隧道為工程實例其具有埋深淺、跨度大、強度低、斷面大、圍巖變形大的特點,很難準(zhǔn)確的掌握支護(hù)時機,常因變形量過大導(dǎo)致洞室坍塌等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,目前可通過研究變形控制基準(zhǔn)來解決該問題。
　　 本論文以在建的蘭州市北環(huán)路安寧至109國道段的九州隧道為工程背景,運用有限元軟件MIDAS/GTS對九州隧

2、道不同施工工況進(jìn)行模擬,提取隧道周邊關(guān)鍵點的塑性應(yīng)變和極限位移值,通過極限位移建立管理基準(zhǔn)來指導(dǎo)黃土隧道的施工。
　　 本論文介紹了黃土隧道的研究現(xiàn)狀,對國內(nèi)外極限位移控制基準(zhǔn)值的建立進(jìn)行了總結(jié)。在介紹九州隧道工概況和黃土工程特性的基礎(chǔ)上,探討了影響黃土隧道變形的內(nèi)因和外因;本文以塑性突變理論為指導(dǎo),應(yīng)用有限元軟件對九州隧道黃土段不同(20m、30m、40m)、不同施工工況(三臺階七步法)進(jìn)行數(shù)值模擬計算,得到了黃土隧道破壞時的

3、極限位移值,針對極限位移值建立三級變形控制基準(zhǔn),結(jié)合現(xiàn)場實測位移變形量所對應(yīng)的等級來指導(dǎo)施工。通過研究變形控制基準(zhǔn),得出了黃土隧道在這方面的規(guī)律和結(jié)論:
　　 (1)根據(jù)九州黃土隧道工程概況,結(jié)合黃土自身特有的物理、力學(xué)特性,得出了黃土隧道變形的原因。即黃土圍巖特性是隧道發(fā)生變形的內(nèi)因,設(shè)計方法、支護(hù)參數(shù)的選取和施工方法等隧道變形的外因,正是由于在內(nèi)因和外因的共同作用下造成了黃土隧道特有的變形。
　　 (2)應(yīng)用MIDA