深埋隧洞围岩及支护结构稳定性研究

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1、硕士学位论文论文题目：深埋隧洞围岩及支护结构稳定性研究作者姓名刘厚银指导教师王克忠（教授）学科专业建筑与土木工程所在学院建筑工程学院提交日期2015年04月ＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉ行ｅｄｔｏＺｈｅｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｊｇｙｇｙｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＳｔｕｄｙｏｎＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ民ｏｃｋａｎｄＳｕｐｐｏｒｔｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＤｅｅｐＢｕｒｉｅｄＴｕｎｎｅｌＷｒｉ竹ｅｎｂｙＬｉｕＨｏｕｙｉｎ

2、ＭａｏｒＳｕｂｅｃｔ：Ａｒｃｈｉ化ｃｔｕｒａｌａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｊｊｇｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒｓ：ＰｒｏＷａｎＫｅｚｈｏｎｐｇｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥ打ｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＺｈｅｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＨａｎｚｈｏｕ３１００１４Ｃｈｉｎａｊｇｙｇｙ，ｇ，Ａｒｉｌ２０１５ｐAThesisSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyo

3、nStabilityofSurroundingRockandSupportingStructuresofDeepBuriedTunnelWrittenbyLiuHouyinMajorSubject:ArchitecturalandCivilEngineeringSupervisors:Prof.WangKezhongCollegeofCivilEngineeringandArchitectureZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014,ChinaApril2015摘要深埋隧洞围岩及支护结构稳定性研究摘要围岩与支护结构的

4、相互作用问题一直是隧道工程稳定性的重难点问题，影响围岩—支护体系稳定性的因素很多，主要有支护方式、地质因素及支护参数，掌握各影响因素变化对围岩及支护结构的影响对隧洞建设安全性及经济性有着重要的意义。本文在查阅大量有关新奥法隧道施工研究文献的基础上，总结归纳了隧道围岩稳定性判据及影响围岩稳定性的因素，对锚喷支护作用特点及机理进行了阐述；详细介绍了有限差分法软件FLAC3D的相关计算原理。针对山西省中部引黄工程中东干交汾灵1#引水隧洞工程概况，采用FLAC3D软件建立了三维数值模型，借助FLAC3D内置的结构单元模拟了初期支护顶拱系统锚杆和喷射混凝土的支护作用，主要的研究

5、工作和取得的成果如下：（1）对隧洞施工开挖后不采取任何支护措施和及时施作初期支护两种工况进行了数值仿真分析，比较了两种工况下围岩变形、应力场分布及塑性区范围情况，得出及时施作初期支护能防止围岩的继续松弛和塑性区的进一步扩大。（2）详细分析了隧洞埋深、侧压力系数、围岩水平影响因素变化时，围岩变形、应力场分布、塑性区大小、初期支护受力及变形的变化规律，研究结果为同类工程的设计与施工提供了理论依据和指导。（3）本文对围岩主要参数作了敏感性分析，得出了围岩变形、应力场、塑性区的最敏感因素和次敏感因素。结果表明，在进行数值分析时对φ、с两个参数的取值应更加重视，使计算结果更加可

6、靠合理。（4）对初期支护参数中喷层厚度的变化对围岩-支护体系稳定性的影响进行了计算分析，发现一味地增大喷层厚度方法来提高对围岩的支护效果，并不是很明显，且喷层自身受力增幅明显。因此，在喷层设计中应合理选择喷层厚度，不宜过大。关键词：支护结构，支护参数，围岩稳定性，FLAC3D，塑性区IABSTRACTStudyonStabilityofSurroundingRockandSupportingStructuresofDeepBuriedTunnelABSTRACTInthetunnelingstability,theinteractionofthesurrounding

7、rockandsupportingstructureshasbeenconsideredasatoughproblem,therearemanyfactorswhichimpactthestabilityofsurroundingrock-supportingsystem,themainonesarethesupportingway,geologicalfactorsandsupportingparameters.Graspingtheinfluenceofthechangeofeachfactoronthesurroundingrockandsup