浅谈复杂地质条件下偏压连拱隧道围岩长期稳定性研究

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1、北京交通大学硕士学位论文复杂地质条件下偏压连拱隧道围岩长期稳定性研究姓名：刘运生申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：陈文化20061201jE塞窆通太堂亟±堂焦监塞撞噩摘要随着公路建设的快速发展，公路隧道的修建越来越多，不可避免地会遇到诸如软弱岩层、节理、裂隙和软弱夹层等不良地质情况；“新奥法”的应用和推广，支护结构被赋予了新的支护理念，现有的设计理论(松散压力理论)满足不了当前工程的需要：连拱隧道以其独特的优点得以广泛的采用，但其工序复杂，相互交叉作业，尤其修建浅埋偏压的连拱隧道时，使得围岩与隧道结构受力更加复杂多变，难以把握；由于过去在隧道设计、施工时未考虑软弱岩体流变特性

2、，使得在其运营期间，围岩、结构仍不断变形，几十年后，出现结构“侵限”，破裂，甚至结构失稳，影响运营安全。针对上述问题，本文围绕“复杂地质条件下偏压连拱隧道围岩长期稳定性”这一课题，从“反分析”和“正分析”两方面进行研究：首先对现场监测数据进行整理、分析，选择合适的流变模型；接着通过“保角变换”将物理平面的研究域映射到像平面的圆环域内，从而推导曲边墙隧道对应于流变模型的位移解析解，并编制实数编码的遗传算法反演程序计算相应岩性参数；随后，运用Flae软件进行模拟计算，通过计算结果和现场监测的比较，表明此研究思路具有一定的合理性；最后，分析了连拱隧道在施工和运营期闻围岩和隧道结构的力学动态

3、，优化了二衬的施作时机，并分析了屡岩及中隅墙的稳定性。分析表明：对于软弱围岩必须考虑其流变特性，流变特性在很大程度上制约着结构受力和长期稳定性。通过对隧道围岩流变特性的分析，评价其长期稳定性，对保证运营安全具有及其重要的意义。关键词：偏压连拱隧道；监测；实数编码；反分析；长期稳定性分类号：Withthedevelopmentofexpressway,agreatnumberofhighwaytunnelshavebeenconstructedorunderconstruction,and,itisdifficulttoavoidthebadenvkonment，suchassoftr

4、ock，joint、crackandsoftinterlayer,thcnewsupportingtheoryisproposedalongwith"NATM"appliedwidely,SOthetraditionaldesigntheoryCan’tmeetpresentengineering；moredoublearchtunnelsareconstructedduetotheirparticel篮advantages,however,theworksarecomplexanddisturbedeachother．EspeciaIIy'“isdifficulttoconstru

5、ctunsymmetricaldouble-archtunnels,withtheirappliedstresscomplexandvariational；what'smore,therbeologicalbehaviorofsurroudingrockaffactsmuchlong-lastingstabilityofsurroundingrockandliningstructure．Basedolltheproblemsabove-mentioned,thethesissettheresearchsubjectoftherockm2ksstime-dependencyofnon-

6、symmetricdouble-archtunnelandperformedacreativeresearchOUanalysisandback-analysis．Atfirst,∞thebasisofthatthedataisdealtwithandanalyzed,theappropfiamviscoplasticitymodelisselected；then,thecomplexconformaltransformationisusedtomaptheconsideredregioninthephysicalplaneontoadrculmringregionintheimag

7、eplane，andthedisplacementanalyticalmethodofrockmassisdr'awed；thenext,workoutGAprograminrealcoding,andworksontheprogramtoinversethemechanicalparameters；atlast,simulatethepracticaltunnelbyusingFlat,andtheresultisaslikeaStheresulttha