浅谈山区软弱砂岩地区大跨度隧道稳定性研究

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1、申请同济大学工学硕士学位论文山区软弱砂岩地区大跨度隧道稳定性研究(浙江省交通厅科技计划项目项目编号：2005H(i埘．$)培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：士木工程学院地下建筑与工程系土木工程结构工程刘长祥张子新教授二oo七年一月摘要随着我国高速公路建设的飞速发展，所修建的山岭隧道的跨度越来越大，特别在较弱围岩地段，由于受施工条件限制或其他因素影响，隧道施工事故层出不断．如修建在浙江西部的杭新景高速公路，隧道普遍为三车道，且该地区地质情况主要以砂岩为主，遇水后质地变软，给隧道建设带来很大的风险。因此，

2、有必要针对软弱围岩下的大跨度隧道的稳定性进行深入的研究，以确保隧道建设的安全。本文针对软岩地区大隧道稳定性的研究主要包括以下几个方面：一、隧道的现场施工监测作为。新奥法”隧道施工方法的重要内容之一，在保证隧道安全建设方面有着不可替代的作用。论文结合杭新景高速公路隧道监测的主要内容，介绍了隧道现场监测的要点、方法及监测数据的处理原则，并指出了目前监测方法存在的问题和困难。二、为了更好的弥补隧道现场监测工作的不足，更有效地判断大跨度隧道施工的围岩稳定情况，作者研究了影响隧道稳定性的各种因素，并分析了其作用机理．但由于这

3、些因素具有不确定性，且各因素之间无法用精确的数学公式来准确表达，为此论文中采用模糊数学的方法来对这些影响因素进行度量，并建立了隧道稳定性的模糊评估模型。在确定各因素权重时，采取了层次分析法来降低人为因素的影响。三、为了解决现场监测预警精确度不足的问题，论文以模糊数学理论为基础，依据模糊聚类和模糊模式识别，类别变量特征值与概率统计相关分析等模型，将模糊聚类、识另Ⅱ与统计三者有机结合，提出围岩位移速率预警方法，可以较准确地对隧道开挖断面的最大变形速率进行预测，并将该方法编制成计算机程序，通过现场检验，收到了良好的效果。

4、．四、利用二维有限元软件Plaxis对某些特殊地段进行数值模拟，发现通过该方法可以快速、有效地判断隧道初期支护和围岩的变形情况，便于及时调整监测方案和施工计划，进一步保证了隧道施工的安全性。最后，论文简要的讨论了以上研究模型的特点以及今后工作内容的进一步努力方向。关键词：大跨度隧道，软岩，模糊综合评估，模糊预警，有限元模拟AbstractWith．thequickdevelopmentoftheexpresswayinourcountry,thelargecrosssectionexpresswaytunnelsw

5、illbeallimportantpartofthehighwaytunnels．Becauseofthelargespanandrestrictionoftheconstructiontechnology,thetunnelconstructionaccidentsoftenocour,especiallyintheareaofsoftrock．TaketheHangxinjingexpresswayinthewestareaoftheZhejiungprovinceasanexample,mostofthetu

6、nnelshavethreelanes,andthesandstoneisthemostimportantpartoftherockaroundthetunnels．Thesandstonebringsriskstotheconstructionofthetunnel，becauseofinteneratinginthewater．Sothein-depthstudyonthestabilityofthetunnelswithlargespuninsoftrockisneededtoprovidethesafety

7、ofthetunnelconstruction．TheresearchonthestabilityoflargeCroSSsectionexpresswaytunnelsisshownasfollowing：Thein-sitemonitorisanimportantpartofNATM，andcan’tbetakenplaceforthesafe／ofthetunnelconstruction．BaseonHangxinjingexpresswaymonitoringdata,authorintroducesth

8、eimportantpointsofmonitor,showstheprincipleofthedatamanagement,andalsopointsoutthedifficultiesofthemonitor．Forsolvingtheproblemsinthemonitor,andeffectivelyestimatingthestabilityoft