軟弱圍巖淺埋大斷面下穿隧道施工力學(xué)及工法優(yōu)化研究.pdf

1、隨著國家交通建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，由于受到地質(zhì)及地形條件、總體路線規(guī)劃等因素影響，下穿既有公路的新建隧道也日益增多。由于下穿隧道大多呈現(xiàn)出大斷面、淺埋、軟弱圍巖等特點，在施工過程中稍有不慎就容易引發(fā)塌方、冒頂?shù)仁鹿?。面對這樣復(fù)雜的工程地質(zhì)情況和施工工序，在施工中為了控制圍巖變形與既有公路路面沉降，對傳統(tǒng)的開挖工法有了更高層次的要求。因此，研究淺埋大斷面下穿隧道軟弱圍巖力學(xué)特性與施工工法，這有助于為以后類似復(fù)雜條件的隧道工程設(shè)計與施工提供具

2、有價值的參考。
　　本文以下穿既有高速公路淺埋大斷面下沙溪隧道為工程背景，從現(xiàn)場試驗、數(shù)值模擬方面入手，基于試驗設(shè)計、智能分析方法及有限元法等手段對圍巖變形規(guī)律與路面沉降規(guī)律、圍巖參數(shù)反演、圍巖與支護的力學(xué)響應(yīng)特性以及施工工法優(yōu)化進行了深入的研究，主要的研究工作與成果如下：
　　1、根據(jù)下沙溪隧道的現(xiàn)場情況制定相應(yīng)的試驗方案，通過獲得的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)對隧道圍巖變形規(guī)律和既有高速路面沉降變形規(guī)律進行分析，同時得到了施工過程中斷面

3、在不同開挖步序下的圍巖位移值。
　　2、基于遺傳支持向量機和有限元方法建立隧道圍巖參數(shù)反演模型，對圍巖參數(shù)進行辨識。通過不同開挖步序下的圍巖位移反演得到圍巖力學(xué)參數(shù)，并對其進行對比分析，得到了隧道開挖過程中圍巖力學(xué)參數(shù)變化規(guī)律。
　　3、基于求得的圍巖力學(xué)參數(shù)，采用有限元軟件建立淺埋大斷面下穿隧道三維數(shù)值模型，并驗證模型的正確性。同時，總結(jié)了公路路面沉降、圍巖、初襯、臨時支護和錨桿的變形規(guī)律及力學(xué)響應(yīng)，為隧道安全施工提供理論