基于構(gòu)造地應力環(huán)境的隧道開挖支護模型試驗和數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來,土木工程建設(shè)中大量的隧道和地下工程開發(fā)與利用,有力地推進了和諧社會的快速發(fā)展與建設(shè),取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。隧道和地下工程技術(shù)是開發(fā)利用地殼潛在資源,進而更能實現(xiàn)工程的便利、節(jié)能、環(huán)保、安全、和經(jīng)濟的要求。但是,由于復雜的地質(zhì)條件,使隧道技術(shù)工藝的發(fā)展與隧道工程建設(shè)的發(fā)展在一定程度的不協(xié)調(diào),在隧道建設(shè)中容易出現(xiàn)掉塊、塌方等隧道災害。構(gòu)造地應力是影響隧道圍巖穩(wěn)定的主要因素,對確定隧道開挖支護產(chǎn)生很大的影響。由此我們意識到構(gòu)

2、造地應力影響的隧道開挖支護力學特性是隧道不可忽視的一個問題。
　　 本論文針對構(gòu)造地應力影響的隧道開挖支護問題,依托遼寧紅沿河核電站隧道施工工程,利用有限元軟件Phase2D,進行了構(gòu)造地應力影響下的隧道圍巖開挖支護的穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析,得出了不同構(gòu)造地應力作用下的隧道開挖和初支圍巖的變形規(guī)律,揭示了不同應力場圍巖應力分布特征,以及不同應力場圍巖位移分布特征;根據(jù)相似理論,開展了物理模型試驗,通過模擬構(gòu)造地應力對隧道圍巖穩(wěn)定性的

3、影響,認識了構(gòu)造地應力作用下的隧道圍巖支護的變形破壞規(guī)律,以及構(gòu)造地應力作用下的破壞模式;同時,與數(shù)值模擬分析成果互為認證,驗證了施工設(shè)計的可靠和施工方案的合理。在獲得隧道施工中掌子面多個關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的基礎(chǔ)上,利用巖體基本質(zhì)量指標(BQ)、巴頓巖體質(zhì)量指標(Q)分級和巖體地質(zhì)力學指標值(RMR)評價方法,進行了圍巖級別分類的動態(tài)分析與評價,確立了合理的支護類型和施工參數(shù)。
　　 本論文采用了數(shù)值分析與模型試驗方法的相互結(jié)合,是研