软弱地层台阶七步开挖施工隧道围岩稳定与变形特征研究.pdf

中南大学硕士学位论文软弱地层台阶七步开挖施工隧道围岩稳定与变形特征研究姓名:黄大成申请学位级别:硕士专业:建筑与土木工程指导教师:阳军生;钟放平20100501摘要随着我国公路、铁路和市政隧道建设的发展,大断面隧道也日益增多,大断面隧道的开挖方法也越来越多,并日趋成熟。衡炎高速公路云阳山隧道进口端亚粘土分布广泛,围岩稳定性差,基本无自稳能力。综合考虑多方面因素,选用台阶七步法开挖,该法在我国虽应用较多,但现场测试进行的不多,对于该方法施工过程中,特别是各开挖分部阶段隧道围岩与支护结构的受力与变形特征的认识有待于进一步深入。本文从力学机理角度结合现场实测分析台阶七步法运用的效果,在此基础上结合数值分析手段分析软弱地层台阶七步施工隧道围岩稳定与变形特征,研究的主要内容有:(1)大量搜集国内外相关文献资料,全面了解并总结前人研究成果,掌握大断面隧道的开挖方法,各方法的优缺点以及适用性;大断面隧道围岩稳定性的研究手段,各手段的研究特点及现状。(2)从力学机理角度对台阶七步法进行分析,并通过现场实测结果检验台阶七步法在云阳山隧道亚粘土软弱地层中运用效果。(3)采用FLAC3D软件对台阶七步法开挖进行数值模拟,具体分析软弱地层台阶七步法开挖隧道围岩的变形、支护内力、塑性区范围等,并对其稳定性作出评价。(4)采用数值手段研究预留核心土的作用及其核心土尺寸大小对于控制地表和拱顶下沉的影响、不同施工措施台阶参数的变化,进行台阶七步法开挖施工参数优化研究,结合施工实践,提出台阶七步开挖法施工参数的建议值。关键词:台阶七步法,围岩稳定,变形,现场实测,数值分析ABSTRACTWiththedevelopmentofroads,railwaysandmunicipaltunnel,increasingnumberoflargesectiontunnelsarebeinginvested,—YanlingHighwaywaswidelydistributedwithmildclay,andithaspoorrockstabilityandalmostwithnoself-,theseven-,,,theimplementationeffectsoftheseven-stepexcavationmethodwasanalyzedbasedontheperspectiveofmechanicalmechanismandfieldtests,thennumericalanalysistoolswasusedtoanalyzethestabilityanddeformationcharacteristicswhentunnelinginsoftgroundbytheseven-stepexcavationmethod,themaincontentsare:(1)Bycollectinglargenumberofdomesticandforeignliterature,theresultsofpreviousstudiesWasfullyunderstoodandsummarized,tunnelexcavationmethodsforlargesectionWasmastered,anditsadvantagesanddisadvantages、applicabilitywerestudied;Methodsforstudyingtherockstabilityandtheircharacteristicsandstatusweresummarized.(2)