浅谈岩溶隧道围岩与结构稳定性分析

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1、长沙理工大学硕士学位论文岩溶隧道围岩与结构稳定性分析姓名：彭川申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：刘辉;陈文胜20090501摘要溶洞隧道采用桩一承台一单边支撑墙一联系梁以及桩一承台一两边支撑墙处治方式，在隧道施工开挖中发挥着重要作用。本论文以隧道开挖中处治结构和围岩稳定性为研究对象，对处治结构和围岩进行了监测。根据现场测试结果分析了处治结构在隧道开挖过程中的受力特性，并采用三维有限元模拟了处治结构与隧道开挖过程中的相互作用，分析了处治结构在隧道开挖过程中的位移和应力，综合现场测试和数值模拟结果基础上，对处

2、治结构的设计与施工提出了一些建议，主要研究的内容包括：1．结合清连高速公路白须公特大溶洞隧道施工过程，通过对溶洞隧道的处治结构物变形进行现场监测和分析，评价处治结构安全可靠性。所得的数据和结论可为隧道穿越大型溶洞提供设计和施工方面的借鉴和参考，对隧道施工和安全运营有重要意义：2．采用三维有限元软件(ANSYS)对白须公1#隧道的处治结构与隧道开挖的相互作用进行了数值模拟，该方法能较好的模拟处治结构在隧道开挖过程中的作用。通过对计算结果与实测数据进行比较，分析了开挖过程中隧道围岩及支护结构的变形特征，对处治结构在溶

3、洞隧道中的支护效果进行了评价；3．以白须公1#隧道为背景，运用二维弹塑性分析研究了隧道顶部、底部、侧正部和侧450部有溶洞分布时，隧道围岩的变形特征；讨论溶洞在隧道不同位置、不同大小、不同距离分布时对隧道围岩稳定性的影响，以及最先发生围岩不稳定区域，对溶洞隧道提出一些施工建议；4．通过现场测试和数值模拟方法分析了隧道开挖工程中处治结构的受力特征，对溶洞处治结构的设计与施工进行了探讨，在总结现有设计经验的基础上提出一些设计与施工建议。关键词：溶洞隧道；公路隧道；围岩变形；处治结构；现场测试；数值模拟ABSTRACT

4、Pile．pilecap—one．wallsupportwall一connectionbe锄andPile—pilecap—two-waUgupportwalloftreatmentmode，whichplays孤import叩troleinkarsttll皿elexcavation．Stabilitystlldyontreatmentstnlcture触dsurroundlngrock1ntunnelexcavation。whichwasbeenasresearchedobjectinthispaper，the

5、defomationoftreatmentstlllctureandsurroundingrockweretestedbyinstallationofase五ousofgauges．AccordingtotheonsitetestingresultstoaIlalysethemechanicalcharacteristicsoftreatmentstmCnlreintunneleXcaVation，Athree—dimensionelementsoRware(ansys)wasutilizedtosimulate

6、themeinteractionbetweentreatmentstnlcnlreand咖nelexcavation，thedisplacementandstressanalysisoftreatmentstmcturelntunneIexcavation．Someadviceabouttreatmentstructuredesignandconstmctionwereputf．o邢ardbyanalyzingthefield—testresults，theoreticalanalysisresultsa11dn

7、umencalsimulationresults．Themainresearchcontentofthispaperasf01lows：1．AccordingtoabigkarstcaveinhighwaytunnelengineeringofQing。LianExpresswayinBaiX

8、uGong，bysitemonitoringandanalyzingthedef．0衄ationoftreatmentstmcturebykarstcaveinhi曲waytullnel，eValuationofsafet

9、yreliabilityoftreatmentstructllre．ThemonitoringdateandtheeXperiencescanbeforreferenceindesignandconstructionforthetullnelcrossingabigkarstcaVe，itisgreatslgnltlcancetotunnelengineeringandt