基于新意法的隧道工程施工原理及其应用研究

发布时间：2017-11-29 17:35

  本文关键词：基于新意法的隧道工程施工原理及其应用研究

  更多相关文章： 新奥法 新意法 隧道施工 超前核心土 挤出变形监测 不完全拱效应 围岩稳定性

【摘要】：在隧道施工理念和方法上,得益于广阔的劳动力市场,基于新奥法的钻爆施工方法在我国得到了长足发展。然而,由于隧道施工风险性大、现阶段施工现场环境恶劣,加之劳动力成本不断上升带来的施工成本骤增等原因,最大限度地减小施工风险、改善施工环境、加快隧道施工机械化进程,已成为未来隧道工程不得不面临和解决的挑战。因此,放眼世界,研究和引进更加先进的隧道设计施工方法,或可达到事半功倍的效果新意法根据掌子面-超前核心土的应力应变状态将隧道变形分为A、B、C三种基本类型,并以超前核心土作为隧道稳定的工具,认为超前核心土的挤出变形是围岩变形的起点,将超前核心土的变形反应作为围岩分析的重要参数。新意法是更加先进的隧道设计施工理念,推广和应用新意法是解决我国现阶段隧道设计施工中诸多问题的有益探索。本文借助现场试验、理论分析和数值模拟手段,对基于新意法的隧道施工原理进行了较为详细的研究:(1)全面介绍新意法的基本理论,分析新意法在国内外隧道工程中的应用案例,指出新意法在隧道施工中的独特优势,指出其在国内推广应用的前景。(2)设计了掌子面超前核心土挤出变形监测的方案,并在依托工程现场进行监测,得到了隧道开挖过程中超前核心土挤出变形的发展规律。(3)基于GSI围岩分级系统,考虑结构面对围岩应力-应变特性的作用,采用FLAC3D数值计算软件模拟施工现场情况,将数值计算得到的挤出变形与现场实测数据相比较,认为试验方案相对合理。(4)分析了隧道工程围岩拱效应的发展现状,基于不完全土拱效应提出了超前核心土周围围岩压力的计算公式,分析了不同参数对不完全拱效应下围岩压力的影响。在此基础上,推导了计算基于新意法的超前核心土加固参数的理论计算公式,结合算例验证了理论公式的适用性。(5)考虑隧道开挖后的三维应力-应变状态,依据特性曲线法和量化的GSI围岩分级系统对依托工程试验段围岩稳定性进行了评价,指出了大跨度隧道全断面开挖的条件。(6)从隧道开挖过程中的三维动力学角度阐述新意法理论的合理性和正确性,并在此基础上详细论述了新意法与新奥法的相同与不同之处。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.4

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本文编号：1237579