高地应力软岩隧道变形分级控制技术及二次衬砌施作时机研究
发布时间：2021-07-28 12:01
随着国家新一轮西部大开发、“一带一路”等战略规划的实施,我国许多隧道修建在构造运动强烈、围岩破碎的软岩地层中。高地应力软岩隧道具有变形量大、变形时间长、流变强、支护困难的显著特点,是世界隧道工程建设面临的重大难题,同时也为我国隧道及地下工程领域技术发展带来了前所未有的契机与挑战。针对高地应力软岩隧道修建过程中面临的难题,本文依托成兰铁路典型软岩大变形隧道,对高地应力软岩隧道考虑应变软化的粘弹塑性渐进破坏机理进行了分析,并以大变形分级为基础,对高地应力软岩隧道变形控制基准、不同等级大变形控制体系及二次衬砌合理施作时机进行了系统研究,主要成果如下:（1）成兰铁路所处区域构造发育,地应力环境复杂,为典型的σH>σh>σv 型应力场,侧压力系数普遍大于1;千枚岩饱和单轴抗压强度小于30MPa,围岩挤压破碎严重,稳定性差,在高构造应力作用下表现出显著挤压性大变形特征。受地层岩性、地应力、地质构造、岩体结构特征和地下水等多因素影响,围岩破坏表现出显著的渐进特性,开挖后巨大的应力差形成非常大的瞬时松动圈,使围岩处于峰后破坏状态,围岩在剪胀及碎胀变形下出现较大初期变形速率,随着应力调整,松...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１大变形隧道支护破坏严重??
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地表沟谷纵横，地形起伏大。隧址受龙门山构造带影响，区域地质构造??极其发育，隧道主要穿越Ｆ０１？Ｆ０７共７条挤压破碎带，杨家坪背斜、杨家坪向斜??等，如图２－２所不。??中心里程ＤＫ１１７＋６２７．５??—全长?１２．８１５ｋｍ?ｉ＼?＇??２．００?Ｈ／ｎ，?＇社聊??：：＾?ａ?ａ?ｊ＇ｙ；４?＼?／Ｉ?＇Ｌ??１４００．?＾?＾?ｘ?＾?ｉ＾０?＿?＼?Ｎ?＾?！：??ｒ￣｜?三?二三一?一?一?一?Ｃ＇ＪＩ?ｆＮ?ｒＮ?ｆＮ?ｐ．??Ｈ?ｉｉ?§?１?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?Ｉ?§?ｉ?Ｉ?§??图２－２杨家坪隧道纵面断示意图??杨家坪背斜轴部与线路呈３２°相交于Ｄ２Ｋ１１７＋４００，?ＳＥ翼层理产状：Ｅ－Ｗ／６１°Ｎ，??ＮＷ翼层理产状Ｎ６０°Ｅ／６５°ＮＷ，为倒转背斜。杨家坪向斜轴部与线路呈约２４°相交??于?Ｄ２Ｋ１１９＋２００?处，ＳＥ?翼产状?ＮＴＳＴ／ＳＯＱＮＷ，ＮＷ?翼产状?Ｎ７０°Ｅ／６９°ＮＷ，为倒??转向斜。??隧道穿越地层主要为绿泥石千枚岩夹灰岩、砂岩，岩性以绿泥石千枚岩为主，??夹薄层状灰岩、砂岩。总体呈灰－灰绿色，千枚岩为鳞片变晶结构，片状构造，灰??岩为隐晶质结构，薄层状构造，砂岩为细粒结构，薄层状构造，节理裂隙较发育。??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]丽香高速某破碎围岩隧道预留变形量研究[J]. 吴勇,王勇,张永杰. 公路. 2018(05)
[2]挤压性破碎软岩隧道大变形特征及机制研究[J]. 李磊,谭忠盛. 岩石力学与工程学报. 2018(S1)
[3]川西北茂县群千枚岩各向异性力学特性[J]. 吴永胜,谭忠盛,喻渝,姜波,余贤斌. 岩土力学. 2018(01)
[4]铁路黄土隧道施工变形规律及预留变形量研究[J]. 曹海静,刘志强,吴剑,李秀华,师亚龙,郑波,魏星星. 铁道标准设计. 2018(03)
[5]早强锚杆在高地应力层状软岩隧道中的应用研究[J]. 郭小龙,谭忠盛,李磊,罗宁宁,夏平. 土木工程学报. 2017(S1)
[6]成兰铁路千枚岩隧道初期支护形式试验研究[J]. 李磊,谭忠盛,喻渝,姜波,张孟金. 土木工程学报. 2017(S1)
[7]基于概率统计法的隧道围岩变形稳定时间及二衬施作时机研究[J]. 王睿,党发宁,李明亮,邓祥辉. 西安理工大学学报. 2017(02)
[8]中国铁路隧道数据统计[J]. 赵勇,田四明. 隧道建设. 2017(05)
[9]高地应力陡倾互层千枚岩地层隧道大变形研究[J]. 李磊,谭忠盛,郭小龙,吴永胜,罗宁宁. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[10]鹧鸪山隧道二次衬砌开裂机理及支护时机探讨[J]. 孟陆波,潘皇宋,李天斌,张文居. 现代隧道技术. 2017(02)
博士论文
[1]千枚岩隧道挤压性大变形机理及控制技术研究[D]. 李磊.北京交通大学 2017
[2]千枚岩隧道围岩力学特性研究及工程应用[D]. 吴永胜.北京交通大学 2017
[3]兰新高铁碎屑流及薄层板岩隧道施工变形控制技术[D]. 任少强.北京交通大学 2015
[4]破碎千枚岩隧道开挖方法及支护结构体系研究[D]. 周艺.西南交通大学 2014
[5]钢管混凝土支架性能与软岩巷道承压环强化支护理论研究[D]. 刘国磊.中国矿业大学（北京） 2013
[6]隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究[D]. 赵勇.北京交通大学 2012
[7]钢管混凝土支架强度与巷道承压环强化支护理论研究[D]. 李学彬.中国矿业大学(北京) 2012
[8]软弱围岩隧道变形特征与控制技术研究[D]. 李文江.西南交通大学 2012
[9]大跨扁平连拱隧道施工时空效应与二次衬砌最佳支护时机研究[D]. 吴梦军.重庆大学 2011
[10]复杂地应力区隧道软弱围岩大变形控制技术研究[D]. 王树栋.北京交通大学 2010
硕士论文
[1]高地应力软岩大跨变截面隧道施工变形机理及其控制技术研究[D]. 廖雄.西南交通大学 2018
[2]千枚岩双洞隧道变形特征与长期稳定性分析[D]. 钟晓东.北京交通大学 2017
[3]基于蠕变理论的黄土地铁隧道二次衬砌支护时机研究[D]. 王涛.西安理工大学 2016
[4]某黄土隧道预留变形空间计算研究[D]. 樊俊.西安理工大学 2016
[5]木寨岭岭脊段高地应力软岩隧道变形规律及支护技术研究[D]. 赵建明.北京交通大学 2016
[6]浅埋大断面软岩隧道预留变形量研究[D]. 孙国凯.昆明理工大学 2015
[7]软岩隧道台阶法施工变形控制措施研究[D]. 张天祺.兰州交通大学 2015
[8]大断面黄土隧道变形控制基准及稳定性分析[D]. 王玉龙.兰州交通大学 2015
[9]隧道二次衬砌合理支护时机问题研究[D]. 胡军旗.重庆交通大学 2014
[10]兰渝铁路两水隧道软岩开挖及支护技术研究[D]. 巫明健.西南交通大学 2014
本文编号：3307878
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１大变形隧道支护破坏严重??
??圈??图２－１成兰铁路线路走向与主要构造带位置关系图??杨家坪隧道位于四川省茂县境内，全长１２８３５．７ｍ。其中进口段１．５２ｋｍ为单线??隧道，中间段１１．１２５ｋｍ为双线隧道，出口段１９０ｍ为三线车站大跨隧道。隧道单??面上坡，最大埋深约７１８ｍ，位于Ｄ２Ｋ１２１＋８６０附近。??隧道所处地区系龙门山山脉中段，属高山峡谷深切侵蚀地貌，山脉与深切冲??沟相间，地表沟谷纵横，地形起伏大。隧址受龙门山构造带影响，区域地质构造??极其发育，隧道主要穿越Ｆ０１？Ｆ０７共７条挤压破碎带，杨家坪背斜、杨家坪向斜??等，如图２－２所不。??中心里程ＤＫ１１７＋６２７．５??—全长?１２．８１５ｋｍ?ｉ＼?＇??２．００?Ｈ／ｎ
地表沟谷纵横，地形起伏大。隧址受龙门山构造带影响，区域地质构造??极其发育，隧道主要穿越Ｆ０１？Ｆ０７共７条挤压破碎带，杨家坪背斜、杨家坪向斜??等，如图２－２所不。??中心里程ＤＫ１１７＋６２７．５??—全长?１２．８１５ｋｍ?ｉ＼?＇??２．００?Ｈ／ｎ，?＇社聊??：：＾?ａ?ａ?ｊ＇ｙ；４?＼?／Ｉ?＇Ｌ??１４００．?＾?＾?ｘ?＾?ｉ＾０?＿?＼?Ｎ?＾?！：??ｒ￣｜?三?二三一?一?一?一?Ｃ＇ＪＩ?ｆＮ?ｒＮ?ｆＮ?ｐ．??Ｈ?ｉｉ?§?１?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?Ｉ?§?ｉ?Ｉ?§??图２－２杨家坪隧道纵面断示意图??杨家坪背斜轴部与线路呈３２°相交于Ｄ２Ｋ１１７＋４００，?ＳＥ翼层理产状：Ｅ－Ｗ／６１°Ｎ，??ＮＷ翼层理产状Ｎ６０°Ｅ／６５°ＮＷ，为倒转背斜。杨家坪向斜轴部与线路呈约２４°相交??于?Ｄ２Ｋ１１９＋２００?处，ＳＥ?翼产状?ＮＴＳＴ／ＳＯＱＮＷ，ＮＷ?翼产状?Ｎ７０°Ｅ／６９°ＮＷ，为倒??转向斜。??隧道穿越地层主要为绿泥石千枚岩夹灰岩、砂岩，岩性以绿泥石千枚岩为主，??夹薄层状灰岩、砂岩。总体呈灰－灰绿色，千枚岩为鳞片变晶结构，片状构造，灰??岩为隐晶质结构，薄层状构造，砂岩为细粒结构，薄层状构造，节理裂隙较发育。??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]丽香高速某破碎围岩隧道预留变形量研究[J]. 吴勇,王勇,张永杰. 公路. 2018(05)
[2]挤压性破碎软岩隧道大变形特征及机制研究[J]. 李磊,谭忠盛. 岩石力学与工程学报. 2018(S1)
[3]川西北茂县群千枚岩各向异性力学特性[J]. 吴永胜,谭忠盛,喻渝,姜波,余贤斌. 岩土力学. 2018(01)
[4]铁路黄土隧道施工变形规律及预留变形量研究[J]. 曹海静,刘志强,吴剑,李秀华,师亚龙,郑波,魏星星. 铁道标准设计. 2018(03)
[5]早强锚杆在高地应力层状软岩隧道中的应用研究[J]. 郭小龙,谭忠盛,李磊,罗宁宁,夏平. 土木工程学报. 2017(S1)
[6]成兰铁路千枚岩隧道初期支护形式试验研究[J]. 李磊,谭忠盛,喻渝,姜波,张孟金. 土木工程学报. 2017(S1)
[7]基于概率统计法的隧道围岩变形稳定时间及二衬施作时机研究[J]. 王睿,党发宁,李明亮,邓祥辉. 西安理工大学学报. 2017(02)
[8]中国铁路隧道数据统计[J]. 赵勇,田四明. 隧道建设. 2017(05)
[9]高地应力陡倾互层千枚岩地层隧道大变形研究[J]. 李磊,谭忠盛,郭小龙,吴永胜,罗宁宁. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[10]鹧鸪山隧道二次衬砌开裂机理及支护时机探讨[J]. 孟陆波,潘皇宋,李天斌,张文居. 现代隧道技术. 2017(02)
博士论文
[1]千枚岩隧道挤压性大变形机理及控制技术研究[D]. 李磊.北京交通大学 2017
[2]千枚岩隧道围岩力学特性研究及工程应用[D]. 吴永胜.北京交通大学 2017
[3]兰新高铁碎屑流及薄层板岩隧道施工变形控制技术[D]. 任少强.北京交通大学 2015
[4]破碎千枚岩隧道开挖方法及支护结构体系研究[D]. 周艺.西南交通大学 2014
[5]钢管混凝土支架性能与软岩巷道承压环强化支护理论研究[D]. 刘国磊.中国矿业大学（北京） 2013
[6]隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究[D]. 赵勇.北京交通大学 2012
[7]钢管混凝土支架强度与巷道承压环强化支护理论研究[D]. 李学彬.中国矿业大学(北京) 2012
[8]软弱围岩隧道变形特征与控制技术研究[D]. 李文江.西南交通大学 2012
[9]大跨扁平连拱隧道施工时空效应与二次衬砌最佳支护时机研究[D]. 吴梦军.重庆大学 2011
[10]复杂地应力区隧道软弱围岩大变形控制技术研究[D]. 王树栋.北京交通大学 2010
硕士论文
[1]高地应力软岩大跨变截面隧道施工变形机理及其控制技术研究[D]. 廖雄.西南交通大学 2018
[2]千枚岩双洞隧道变形特征与长期稳定性分析[D]. 钟晓东.北京交通大学 2017
[3]基于蠕变理论的黄土地铁隧道二次衬砌支护时机研究[D]. 王涛.西安理工大学 2016
[4]某黄土隧道预留变形空间计算研究[D]. 樊俊.西安理工大学 2016
[5]木寨岭岭脊段高地应力软岩隧道变形规律及支护技术研究[D]. 赵建明.北京交通大学 2016
[6]浅埋大断面软岩隧道预留变形量研究[D]. 孙国凯.昆明理工大学 2015
[7]软岩隧道台阶法施工变形控制措施研究[D]. 张天祺.兰州交通大学 2015
[8]大断面黄土隧道变形控制基准及稳定性分析[D]. 王玉龙.兰州交通大学 2015
[9]隧道二次衬砌合理支护时机问题研究[D]. 胡军旗.重庆交通大学 2014
[10]兰渝铁路两水隧道软岩开挖及支护技术研究[D]. 巫明健.西南交通大学 2014
本文编号：3307878
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