暗挖海底隧道圍巖穩(wěn)定性及支護(hù)結(jié)構(gòu)受力特征的研究.pdf

1、為了研究暗挖海底隧道圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力特征這一課題，本文利用模型試驗(yàn)、解析理論、數(shù)值模擬以及工程類比等多種手段，對(duì)其進(jìn)行了全面而系統(tǒng)的研究，取得了一系列有益的理念和操作性強(qiáng)的研究成果，并結(jié)合實(shí)際工程對(duì)本文的研究思想進(jìn)行了應(yīng)用。文中主要開(kāi)展了以下幾方面的研究工作： 1.基于海底隧道所處環(huán)境的特殊性，首先明確提出暗挖海底隧道圍巖穩(wěn)定性的概念，即衡量暗挖海底隧道圍巖穩(wěn)定性應(yīng)從兩方面考慮，一方面隧道圍巖的穩(wěn)定性，另一方面隧道涌水量

2、的大小。 2.根據(jù)以上所提的概念，在一定假設(shè)的前提下，推導(dǎo)了均質(zhì)、各向同性海底圓形斷面隧道周邊地層穩(wěn)定滲流場(chǎng)的計(jì)算公式。通過(guò)數(shù)值解的對(duì)比驗(yàn)證，表明公式的正確性。同時(shí)，在以上公式的基礎(chǔ)上，對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行了分析，得出了一些具有指導(dǎo)意義的結(jié)論。此外，通過(guò)模型試驗(yàn)也驗(yàn)證了這些觀點(diǎn)。 3.運(yùn)用彈性力學(xué)應(yīng)力函數(shù)法，在地層滲流場(chǎng)研究的基礎(chǔ)上，給出了考慮滲流作用隧道圍巖應(yīng)力和位移的計(jì)算公式，并進(jìn)一步分析了地下水的滲流作用對(duì)隧道圍巖應(yīng)力場(chǎng)

3、和位移場(chǎng)的影響，同時(shí)通過(guò)數(shù)值分析加以驗(yàn)證。 4.通過(guò)研究和對(duì)比，分析了有無(wú)地下水的情況下隧道圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力特征。研究結(jié)果表明，與無(wú)水地層相比較，地下水的滲流作用對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的影響是相當(dāng)顯著的，這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)該加以注意。 5.軟弱不良地質(zhì)段的穿越是暗挖海底隧道工程成敗的關(guān)鍵。為此，首先基于極限定理建立了三維失穩(wěn)坍落模式，給出了相應(yīng)的計(jì)算公式，并進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。此外，運(yùn)用應(yīng)力函數(shù)法，在一