【碩士】公路隧道圍巖變形特征與穩(wěn)定性評價研究【2009】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：隧道及地下建筑工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：同濟大學(xué)土木工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2009年　　隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，我國高速公路的建設(shè)越來越多，隨之而來的是高速公路隧道的快速發(fā)展。高速公路隧道施工有其自身獨特的特點，在現(xiàn)有的施工條件下，迫切需要建立和健全隧道圍巖的穩(wěn)定性評價體系，通過評價體系，可以讓設(shè)計、施工人員更系統(tǒng)、全面了解隧道施工過程中的危險因素，促使做好施工控制技術(shù)措施。因此對高速公路隧道圍巖變形特征與穩(wěn)定性評價進行研究，這對隧道設(shè)計和施工有著極為重要的指導(dǎo)意義。論文主要的研究內(nèi)容和取得的成果如下：　　(1)結(jié)合高速公路隧道圍巖中的II～V級圍巖進行了雙軸剪切流變試驗，通過試驗結(jié)果分析，研究了圍巖的變形特征，得到了II～V級圍巖的流變規(guī)律。　　通過模型辨識表明：II、III級圍巖采用廣義Kelvin模型，Ⅳ級采用伯格斯模型，V級圍巖采用非線性流變模型，可以較好模擬圍巖的流變特性；試驗還得到了II～V級圍巖的流變參數(shù)；并通過對試驗結(jié)果與不同級別圍巖流變模型的對比分析，進一步驗證了流變模型的合理性?！　?2)基于40座兩車道NATM高速公路隧道的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過對大量的圍巖收斂變形和拱頂下沉數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，研究了隧道變形與圍巖級別、開挖方式、時間、距離等因素的關(guān)系，探討了隧道II～V級圍巖變形隨時間和距離的變形特性，分析不同級別圍巖從開挖到變形穩(wěn)定時的時間以及穩(wěn)定距離：　　同時，也得到了變形穩(wěn)定時的收斂和拱項下沉值，以此作為隧道不同級別圍巖變形的穩(wěn)定性評價指標(biāo)；為隧道施工階段圍巖的穩(wěn)定性評價以及二次襯砌的合理施做時機提供了依據(jù)。　　(3)結(jié)合隧道的實際施工過程，進行三維建模，探討不同級別的圍巖變形隨空間(距掌子面距離)發(fā)展規(guī)律，通過與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的對比，得到了隧道圍巖應(yīng)力的釋放規(guī)律；基于此以及前述流變試驗的本構(gòu)模型以及圍巖的收斂變形，利用改進的自適應(yīng)遺傳算法進行粘彈性位移優(yōu)化反分析，以研究圍巖變形隨時間的變化規(guī)律。　　

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