浅论黄土隧道围岩含水量变化对隧道形态影响的研究

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1、西南交通大学硕士学位论文黄土隧道围岩含水量变化对隧道形态影响的研究姓名：陈福江申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：马建林20080601西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要黄土在我国分布广泛，很多铁路工程都穿越黄土地区。郑州——西安高速铁路客运专线上有总延长50km隧道位于黄土地层中，占全线隧道总长的65％。在黄土隧道中，含水量的变化对作为围岩的黄土强度以及整个隧道形态都会产生很大的影响。如何确定隧道施工过程中围岩含水量的变化情况，如何确定含水量变化对围岩黄土强度以及整个隧道形态的影响规律，直接关系到在施工过程中如何设置

2、合理的超前支护、开挖方法、初期支护、二衬支护，以及如何有效地控制隧道土体变形和地表沉降问题，也直接关系到隧道工程及既有地面构筑物的安全性和经济性。这也是本论文要研究的重点。本论文以郑州——西安高速铁路客运专线张茅隧道为研究点，通过对张茅隧道黄土的土工试验(静三轴试验和常规土工试验)，得出张茅隧道黄土的基本的物理和力学指标，并在此基础上分析了张茅地区黄土的抗剪强度随含水量变化的变化规律，以及随含水量变化黄土压缩模量的变化规律。再根据这些指标建立有限元模型，模拟隧道围岩在不同含水量情况下(天然状态、饱和状态、饱和减4％状态、饱和减8％

3、状态)不同施工工况下对隧道形态的影响，最后通过现场监测试验得出了隧道的内力和变形实测数据。通过实测数据与模拟数据的对比分析，得出隧道围岩含水量变化对隧道形态影响的变化规律。本论文的研究工作将为高标准铁路的设计和施工提供较为充分的技术数据，对我国同类铁路建设中黄土隧道施工技术具有参考价值和实践意义。关键词：黄土隧道；围岩；含水量；土工试验：数值分析；现场监测；对比西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractLoessPlateaudistilbuteswidelyinourcountry，manyprojectsallPa

4、ssthroughtheloessarea．Zhengzhou．Xi’anhi曲．speeddedicatedPassenger1inehasalmost50kintunnellocatedintheloessstratum，occupied65％oftheentireline．IntheIoesstunnel，thechangeofthewatercontentwillhavegreatimpactontheloessstrengthandtheentiretunnelshape，iustbecausetheloessisthe

5、rockofthetunnel．Withtheconstructionofthetunnel，HOWtodeterminethecourseofthechangeofthewatercontentandthechangeoftherockstrength，andhowtodeterminetheinfluencecausedbythechangementionedaboveonthetunnelform，aredirectlyrelatedtosetuptunnelAdvanceSuppoa，ExcavationMethod，Se

6、condaryLining，andtocontrolthedeformationofthetunnelandthetunnelsurfacestructureseffectively．alsoitisdirectlyrelatedtOthesecurityandeconomyofthetunnelandtheStructuresintheground，SO，itiSthefocusofmisPaper．ThePaperbasedontheZhangmaotunnelinZhengzhou．Xi’anhi2h．speeddedica

7、tedPassengerline，firstly，doesthestaticTriaxialtestandConventionalsoiltest，togetthebasicphysicalandmechanicalParametersoftheZhangmaotunnelloess，withwhichwecananalysisthelawoftheloessshearstrengthandthelawoftheloesscompressionmodulewiththechangeofthewatercontentinZhangr

8、naoregion．Then，westabilizefiniteelementmodeItosimulatethechangeofthetunnelshapeindifferentwatercontent(thenaturestate，thesat