隧道设计理论2.ppt

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1、《隧道设计理论》张学富重庆交通大学土木建筑学院隧道的形成与所处的环境对隧道结构理论认识过程隧道结构理论基础的发展与现状隧道设计理论的主要研究内容隧道工程及设计理论的研究方法隧道工程理论与实践中存在的若干问题一、绪论隧道的形成与所处的环境早期隧道的形成（人类生活、战备、采矿等的需要）现代隧道的形成（钻爆法、TBM法、盾构法等）隧道所处环境与地面相比较差（施工条件、运营条件）对隧道结构理论认识过程与人类实践和科技进步密切相关：（1）随着采矿业、战备、民用地下工程、交通、水电等工程发展得到认识；（2）弹塑性力学、土力学

2、、岩石力学、流变理论、有限元、计算机技术等。断裂力学、损伤力学、灰色系统理论、神经网络模型、混沌理论隧道结构理论基础的发展与现状早期围岩压力理论（浅埋）认为：垂直应力是；而侧压系数有不同认识：Haim认为是1，Rankine认为是，金尼克认为是散体压力理论。散体压力理论：随着埋置深度增加，认为作用在支护结构上的压力是围岩塌落拱内松动岩体重量：太沙基认为塌落拱是矩形，普氏认为是抛物线。（没有认识到自行稳定的围岩具有自承能力）支护与围岩共同作用理论（新奥法施工、支护结构的减少）考虑围岩缺陷的计算理论（节理裂隙、软弱夹

3、层、软土隧道与海底隧道）考虑环境影响的计算理论（地下水渗流、化学侵蚀、抗震等）近年国家自然科学基金有关这方面的部分研究题目：隧道开挖全过程的动态可靠度研究（同济大学）隧道与地下水相互作用的理论和应用（北方交大）隧道及地下工程支护系统侵蚀的环境地球化学研究（长安大学）软弱地层隧道盾构掘进施工土体变形的模糊逻辑控制（同济大学）隧道喷混凝土衬砌可靠度分析的位移方法（北方交大）强震区地铁车站的震害评价与抗震设计准则（北京工大）地铁隧道施工对地表沉降及管线变形影响动态控制方法（北方交大）大型地下工程的抗震性能及其对地表建筑

4、物的影响（南京工大）软土地铁振陷机理研究（同济大学）长条形地下结构纵向剪切传递理论与应用研究（同济大学）活断层破坏在土体中的传播模式及对地下管线、隧道影响（同济大学）大型地下隧道群对沿线地震地面运动影响的研究（天津大学）考虑地层多相性条件下结构地震反应机理研究（清华大学）纳米复合材料在隧道与地下工程喷膜防水及工艺中应用（西南交大）超深公路隧道围岩-支护系统稳定性研究（重庆大学）地下施工结构考虑时变特征的动态可靠性分析（同济大学）公路隧道突发火灾时交通仿真及路面防灾研究（同济大学）隧道设计理论的主要研究内容地层原岩

5、应力状态及测试技术隧道围岩的分类及其稳定性各种围岩及洞形的围岩应力、变形及破坏规律岩石和土体的力学性质及力学参数的测试与确定隧道计算的力学模型和本构关系围岩压力计算理论研究支护结构应力及变形的现场测试、模型实验和理论研究支护结构的设计和计算隧道围岩破坏的防治和加固处理隧道工程及设计理论的研究方法地质研究现场测试和室内模型试验数学力学分析（理论研究）综合探讨隧道工程理论与实践中存在的若干问题隧道围岩缺陷的探测和描述不清楚，施工阶段地质判释技术不完善现有隧道理论计算结果与实际的差异较大，计算理论不完善地质岩体性质的时

6、间和空间变异性问题地质结构与围岩类别的识别问题隧道施工中控制超欠挖和开挖振动问题隧道净空的合理布置与经济性问题隧道内防水问题始终是薄弱环节隧道通风与污染问题隧道病害原因研究与处治问题隧道建造与运营的环保及生态问题，目前意识薄弱隧道路面的设计、施工、养护和维修问题（目前还没有规范）