特大斷面地下洞室多層耦合施工方法及其可靠度研究.pdf

1、本文以特大斷面地下洞室為研究對象,探討了多層耦合施工法新技術,對洞室施工過程的可靠度進行了分析研究,并采用流固耦合、熱流固耦合及總應力分析方法對施工過程進行了數值模擬. 本文對特大斷面地下洞室兩種施工新技術進行了研究.在工程施工中采用導洞先行,頂層、中層、底層平行立體交叉的開挖方案.這種方案可創(chuàng)造多個工作面,效率高,實現了大斷面洞室多層耦合施工的技術創(chuàng)新；在對臨近洞室爆破時,通過優(yōu)化掏槽方案,使臨空面條件改善,爆破夾制作用減小,

2、爆破產生的振動也隨之降低,且依據先進的爆破技術實現微差延時錯峰,又保證成對斜眼同時起爆,確保錯峰減振和高效掏槽雙效益. 通過對Monte-Carlo隨機有限元進行研究和系統(tǒng)可靠度計算的B分支法分析,考慮把兩者聯(lián)合起來分析洞室施工過程安全性,對特大斷面地下洞室開挖過程中的每一步進行可靠性評價,并對圍巖參數進行了敏感性分析,得出影響洞室穩(wěn)定最敏感的巖石參數.本文同時分析了多層耦合法與分層逆做法兩種施工方法在洞室施工過程中的穩(wěn)定性,比

3、較了兩者的優(yōu)缺點,從中得出分層逆做法施工過程比較安全,而施工完畢后兩者的可靠性幾乎一致.從而對多層耦合法施工有一個全面的了解和比較,為今后的特大斷面地下洞室快速施工提供科學依據. 本文采用宏觀連續(xù)介質方法,將實際的多孔介質視為一種理想的連續(xù)介質,系統(tǒng)地分析流、固、熱三場之間的耦合關系.將有效應力原理運用到變溫條件下地下水的滲流問題,在此基礎上建立巖石變形耦合方程.對于溫度場的耦合,通過虛位移原理將變化的溫度場產生的熱應力轉化為"