大華山隧道圍巖穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)可靠度研究.pdf

1、隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略穩(wěn)步實(shí)施，我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了高速發(fā)展，給公路建設(shè)帶來了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。由于隧道工程具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因而在公路工程中被廣泛的應(yīng)用，并且取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。但是由于隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)通常所處的地質(zhì)環(huán)境條件一般都比較復(fù)雜，圍巖力學(xué)參數(shù)指標(biāo)、計(jì)算模式、荷載和結(jié)構(gòu)抵抗能力等比較難確定，使得目前采用傳統(tǒng)的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法難以同時(shí)兼顧斷面形式的經(jīng)濟(jì)合理性和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，具有一定的盲目性。因此，用結(jié)構(gòu)可靠度理論

2、來研究分析隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠性，使隧道設(shè)計(jì)更加合理、科學(xué)，減少運(yùn)營(yíng)期間隧道的安全隱患，具有十分重要的實(shí)踐和理論意義。
　　本文在大量閱讀和參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，依托國(guó)家高速公路網(wǎng)鄖縣至十堰高速公路大華山隧道，通過對(duì)隧道區(qū)工程地質(zhì)條件的研究，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)對(duì)圍巖拱頂下沉和洞周收斂變形的監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，利用FLAC3D建立隧道模型，對(duì)大華山隧道施工開挖過程中圍巖應(yīng)力應(yīng)變特征進(jìn)行分析，為施工中采用合理的支護(hù)提供依據(jù)。

3、同時(shí)，建立功能函數(shù)及各參變量分布形態(tài)，采用蒙特卡羅法對(duì)大華山隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠度研究。本文的主要內(nèi)容和取得成果如下：
　?。?）深入研究了隧道開挖過程中力學(xué)特性，分析了圍巖應(yīng)力、應(yīng)變的變化過程，從地質(zhì)因素、工程因素兩大方面分析了影響大華山隧道圍巖穩(wěn)定性的不利因素，得出地下水、時(shí)間因素對(duì)大華山圍巖穩(wěn)定性影響比較大。
　　（2）分析了隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞的原因和收斂比、變形速率比值、容許極限位移和變形速率與加速度等四種常用失穩(wěn)

4、判據(jù)，在此基礎(chǔ)上通過對(duì)大華山隧道Ⅳ級(jí)與Ⅲ級(jí)圍巖的相交圍巖段的圍巖變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得出此段圍巖變形趨于穩(wěn)定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)為27天左右，為隧道二襯施作時(shí)間提供參考依據(jù)。
　?。?）采用FLAC3D軟件對(duì)大華山隧道施工過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)開挖過程中隧道的應(yīng)力、應(yīng)變進(jìn)行了分析，得出隧道位移變形量與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基本一致。并找出隧道拱腰（上下臺(tái)階開挖分界處）、拱頂和拱腳部位是圍巖穩(wěn)定性的薄弱部位，為隧道后續(xù)施工和監(jiān)測(cè)提供指導(dǎo)。