大斷面黃土隧道變形控制基準(zhǔn)及穩(wěn)定性分析.pdf

1、為縮小中西部發(fā)展的差距，近年來加快了西部交通體系的建設(shè)，隧道作為一種能夠使線路更加平直的構(gòu)筑物在西部山區(qū)交通體系的修建中頻繁采用。由于我國西部黃土地層分布廣泛，加上列車速度的不斷加快，隧道開挖斷面面積也隨之增大，這些因素促使大斷面隧道通過黃土地層這一課題的誕生。
　　該論文以寶蘭客專王家溝隧道為工程背景，通過查閱文獻(xiàn)總結(jié)高含水量黃土的工程特性及開挖大斷面黃土隧道領(lǐng)域的研究進(jìn)展；將王家溝隧道原狀土樣進(jìn)行室內(nèi)實驗得出主要物理力學(xué)參數(shù)，

2、并對比分析含水量的變化對黃土工程特性的影響；基于突變理論用有限元軟件分析埋深50m時王家溝隧道的變形控制基準(zhǔn)，同時分析各臺階開挖后的穩(wěn)定程度；為了更加深刻的了解隧道開挖后支護(hù)體系的受力狀況，在王家溝隧道DK983+892斷面處通過安裝相關(guān)監(jiān)測儀器收集現(xiàn)場隧道支護(hù)體系的受力資料，分析隧道開挖時支護(hù)體系的受力變化規(guī)律和斷面分布形式。在分析隧道變形和受力的基礎(chǔ)上綜合判斷隧道的穩(wěn)定性；采用MIDAS有限元軟件模擬分析隧道開挖過程及隧道通過溝谷和

3、陷穴時支護(hù)體系的穩(wěn)定性。通過對大斷面黃土隧道變形控制基準(zhǔn)和穩(wěn)定性分析研究得出的規(guī)律和結(jié)論有：
　　(1)經(jīng)過查閱文獻(xiàn)和室內(nèi)實驗分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)黃土的含水量不同時黃土工程特性發(fā)生顯著變化，隨著黃土含水量的增大，摩擦角及粘聚力等參數(shù)均急劇減小。
　　(2)基于突變理論通過數(shù)值模擬研究大斷面黃土隧道在埋深50 m時隧道的變形控制基準(zhǔn)，分析發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬在變形控制基準(zhǔn)研究方面具有經(jīng)濟(jì)快捷的特點，針對隧道在不同斷面各種施工方法下均能建立合理、

4、可靠的變形控制基準(zhǔn)。
　　(3)經(jīng)分析支護(hù)體系的現(xiàn)場實測資料和數(shù)值模擬結(jié)果，研究隧道開挖時支護(hù)體系的受力變化特征和斷面分布形式，分析發(fā)現(xiàn)大斷面黃土隧道最大跨以上部位材料的受壓嚴(yán)重，邊墻部位受拉較大；從隧道變形和受力兩個方面綜合判定大斷面黃土隧道的穩(wěn)定性，研究結(jié)果顯示該方法能夠全面有效的判斷隧道的穩(wěn)定性。
　　(4)通過數(shù)值模擬分析了大斷面黃土隧道通過溝谷和陷穴地段時隧道的穩(wěn)定性，研究顯示當(dāng)隧道埋深最小值大于兩倍洞徑時溝谷對隧