高原高寒隧道围岩冻胀行为及施工对策研究

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1、—：養Ｍ加交遷乂ｆＬＳＯＵＴＨＷＥＳＴＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ；ｐｐ瓣＇＃博±学位论文ｉＤＯＣＴＯＲ乂ＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ誰議＆纖晴議论文题目：高原高寒隧道围岩冻胀行为及，；齡＾—一＾视年龜屬年－＾＾．化‘．：＇巧難巧蒙菱＾琴凌；斯穿解苗耗遷；：：議！＊議凹内图巧分类号：Ｕ４５２．２＋７密级：公开凹你図巧分类号：西南交通大学研究生学位论文高原高寒隧道震活围岩冻胀行为及施工对策研究年级２０１１级姓名赵玉

2、报申请学位级别工学博±专业桥梁与隧道工程指导老师陈寿根教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ；Ｕ４５２＋．２Ｕ．Ｄ．Ｃ：ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤｏｃｔｏｒＤｅｇｒｅｅＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳ了ＵＤＹＯＮ了ＨＥＰＲＯＳ了ＨＥＡＶＩＮＧＢＥＨＡＶＩＯ民ＡＮＤＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＣＯＵＮＴＥＲＭＥＡＳＵＲＥＦＯ民ＰＬＡＴＥＡＵＴＵＮＮＥＬＩＮＣＯＬＤＲＥＧＩＯＮＡＦＴＥＲＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥＧｒａ

3、ｄｅ：２０１１Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｈａｏＹｕｂａｏＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＤｏｃｔｏｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｐｐｇｇＳｅｃｉａｌｉｔｙ：ＢｒｉｄｅａｎｄＴｕｎｎｅｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｐｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＣｈｅｎＳｈｏｕｇｅｎＭａｙ．２０１５西南交通大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西

4、商交通大学可将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密口，使用本授权书。＂＂（请在Ｗ上方框内打Ｖ）？；Ｌ学位论文作者签名：玉指导老师签名本＿＾的禾＾之０取曰期：之千日期；西南交通大学博±学位论文创新性声明本人郑重声明，：所呈交的学位论文是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文

5、的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：（１）基于波动理论和摩尔库伦破坏准则，推导了地震作用下，地表岩体破坏深度５．２，１巧川地震中不同烈度区的岩体破坏深度的解析公式并根据该公式分析了。（２）在总结５．１２议川地震震后松动岩体工程特性的基础上，考虑岩体弹性波速和密度，提出了松动岩体的判定、分级标准及不同松动等级岩体深度的确定方法。（３）首次探讨了震后松动岩体对隧道围岩压力的影响，并从冻胀率和渗流场两个方面，分析了松动岩

6、体对隧道冻害的影响。（４通过归纳总结岩石及围岩－）支护体系的冻胀变形机理，建立了寒区隧道冻胀变形综合分析方法，得到了季节性冻止隧道围岩冻结锋面扩展规律和冻胀变形规律。（５）基于现场测试和数值模拟分析，得到了年变化周期内的围岩温度和冻王深度发展变化规律，对比分析了不同径向深度处的围岩温度季节变化特征。学位论文作者签名主＾’曰期；＞记西南交通大学博±研究生学位论文第Ｉ页摘要目前我国己在冻王地区修建了较多隧道工程，但冻±地区隧道冻害理论尚不完善。主要表现在，对冻±隧道施工中普遍关必的气候特征、围

7、岩温度场的监测Ｗ及隧道冻胀变形关注的较少，且大多研究均多年冻±为背景，对季节性冻±的研巧较少。同时我国现有的隧道设计规范中并未考虑震后松动岩体对隧道围岩压力和冻害的影响，一对震后岩体工程特性也未提及，论文将这问题作为新的研究方向单独提了出来。本－．１２文Ｗ新建兰新铁路金瑶岭隧道、元山隧道和川西高原汉马高速踏鸠山隧道■及５地震灾区唐家山隧道为工程依托，结合实验室试验和现场测试，采用理论分析和数值，，主要研究内容和成果体现在Ｗ下几个方面模拟等方法就上述问题展开了研究：（１）通过对高原环境气候监测，得到了寒区气温

8、年变化规律Ｗ及冻止冻结深度变化规律；通过微观结构扫描电镜分析，揭示了冻胀对岩石微观结构的劣化损伤；同时泥岩的单轴抗压强度试验表明，冻胀对岩体的力学性质有较大的影响。（２）基于长期的现场测试和有限差分软件探讨了