软弱围岩浅埋偏压隧道围岩稳定性控制技术

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1、密级：公开方杳莽儀ｉ来４ＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ工学硕±学位论文软弱围岩浅埋偏皮隧道围岩稳定性控制技术ＴｈｅＣｏｎ化〇１ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＳｈａｌｌｏｗｕｎｍｍｅｔｒｉｃａｌ巧ｌｏａｄｉｎＴＴｕｎｎｄｏｆＳｏｆｔＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎＲｏｃｋｇｇ培养单位：主木工程学院专业领域：桥梁与隨道工程学生姓卷：李树智校内导师：李文江教授？二０—五年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽

2、我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名抑聲日处ｆｙ《句：杏期：争关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留，、使用学位论文的规定同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阔和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本

3、人授权石家庄铁道用影印、缩印或其他，可Ｗ公布论文大学，可［＾采复制手段保存论文的全部或部分内容。保密的论文在解密后应遵守此规定（）Ｗ夺郑签日：名；期作者心６＞化＾导师緣是夺名：＾日期＝坪密级：公开工学硕士学位论文软弱围岩浅埋偏压隧道围岩稳定性控制技术TheControlTechnologyinShallowunsymmetricalloadingTunnelofSoftSurroundingRock培养单位：土木工程学院专业领域：桥梁与隧道工程学生姓名：李树智校内导师：李文江教授二○一五年六月摘要摘要隧道施工中，由地表坡度引

4、起的浅埋隧道偏压现象，使得隧道在开挖过程中，支护结构受力及变形不对称，严重时会引起塌方、冒顶等灾害现象，影响隧道围岩的稳定性。本文以娄邵铁路改扩建工程陈家湾隧道为工程背景，采用强度折减法结合突变理论，对软弱围岩浅埋偏压隧道稳定性等问题进行分析研究。根据陈家湾隧道现场量测数据，采用BMP系统，对隧道围岩物理参数进行反演，并参考现行铁路隧道设计规范，综合确定隧道围岩物理参数。以所得围岩物理参数，采用有限元强度折减法进行数值模拟，分析围岩塑性区随强度折减系数的变化趋势，找到围岩潜在破坏面，结合突变理论，给出洞周典型位置的临界折减系数及位移值。分析结果表

5、明，软弱围岩浅埋偏压隧道的潜在破坏面与现行铁路、公路规范中所假定的破坏面形式不同，围岩破坏形式不仅仅是从坡顶向坡底的整体滑动，浅埋侧拱顶贯通至地表的塑性区也影响了支护结构的受力情况。对不同横坡坡度及不同岩体性质条件下的浅埋偏压隧道进行数值模拟，采用前述研究方法，分析不同横坡坡度及岩体性质对围岩稳定性的影响，比较洞周典型位置的临界折减系数。结果表明，随着坡度的增大，围岩潜在破坏面出现的时间越来越早，围岩稳定性降低；随着围岩等级的提高，潜在破坏面出现的时间越来越晚，甚至不出现，围岩稳定性增加。采用数值模拟的方法对台阶高度及台阶长度进行工法参数优化，通

6、过比较不同台阶高度及长度对隧道结构变形、支护结构内力及围岩塑性区的影响，综合分析，确定合理的台阶高度及台阶长度。最后，从超前支护、地表沉降控制等方面，给出相应的施工改进措施，使其对相似工程具有借鉴意义。关键词：软弱围岩；浅埋偏压隧道；潜在破坏面；强度折减法；突变理论AbstractAbstractDuringtunnelconstruction,theunsymmetricalloadingphenomenonofshallowtunnelcausedbythesurfaceslopemakestheasymmetryofstressanddef

7、ormationofsupportingstructureintheprocessoftunnelexcavation,whichcancauseseriousphenomenonsuchascollapse,roofcavingwhichaffectingthestabilityofsurroundingrock.Onthebackgroundofchenjiawantunnelwhichbelongstotheloushaorailwayreconstructionproject,thispaperanalysisthestabilityof

8、weaksurroundingrockofshallowunsymmetricalloadingtunnelwiththestrengt