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【碩士】巖石地層水底隧道合理覆蓋層厚度研究【2009】

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內(nèi)容簡介

  學(xué)科專業(yè):橋梁與隧道工程  授予學(xué)位:工學(xué)碩士  學(xué)位授予單位:西南交通大學(xué)  學(xué)位年度: 2009年  巖石覆蓋層厚度是修建水下隧道的關(guān)鍵問題之一,它不僅關(guān)系到隧道的施工和運(yùn)營安全,而且直接影響其修建費(fèi)用。確定合理的巖石覆蓋層厚度是修建水下隧道需要認(rèn)真研究解決的課題。本文以棟桿嘴長江隧道為研究背景,對此問題進(jìn)行了初步研究?! 、僭趶V泛收集國內(nèi)外已建水下隧道資料的基礎(chǔ)上,總結(jié)了影響水下隧道巖石覆蓋層厚度的主要因素及其經(jīng)驗(yàn)研究方法:挪威海底隧道建設(shè)經(jīng)驗(yàn)方法、日本最小涌水量預(yù)測方法和國內(nèi)頂水采煤經(jīng)驗(yàn)公式。結(jié)合長江隧道江水深度、地形地質(zhì)條件、施工方法,應(yīng)用前述三種方法對合理巖石覆蓋層厚度進(jìn)行工程類比分析,并確定其范圍為29.5m~38m?! 、谶\(yùn)用FLAC3D軟件對長江隧道8種巖石覆蓋層厚度的工況進(jìn)行涌水量分析。結(jié)果表明:在江水深度不變、不考慮滲透系數(shù)沿圍巖深度方向變化的狀況下,隧道涌水量與覆蓋層厚度呈近似拋物線關(guān)系,涌水量隨覆蓋層厚度增大逐漸減小,達(dá)到某個最小值后,又逐漸增大,覆蓋層厚度為30m時對應(yīng)的涌水量最??;在江水深度不變的條件下,滲透系數(shù)的取值不影響最小涌水量所對應(yīng)的覆蓋層厚度,因此可以將最小涌水量對應(yīng)的覆蓋層厚度作為確定合理覆蓋層厚度的依據(jù)之一。通過對涌水量的計算,綜合工程類比分析的結(jié)果,確定了隧道合理覆蓋層厚度在30m~38m之間?! 、圻\(yùn)用FLAC3D軟件對長江隧道8種巖石覆蓋層厚度工況進(jìn)行的圍巖變形分析,以應(yīng)力擾動范圍作為隧道穩(wěn)定評判依據(jù),原擬定的巖石覆蓋層厚度均能滿足要求。以相鄰工況位移收斂作為隧道穩(wěn)定評判依據(jù),分析得到隧道覆蓋層厚度宜為30m,該值亦在工程類比和最小涌水量分析的巖石覆蓋層厚度范圍之內(nèi)。 ?、茉诮ㄗh覆蓋層厚度取30m的情況下,從滲流.應(yīng)力耦合的角度進(jìn)一步論證所建議的覆蓋層厚度是否合理。模擬分析表明,雖然滲流的發(fā)生對圍巖位移、應(yīng)力產(chǎn)生了一定的影響,但總體對隧道穩(wěn)定性影響不大, 隧道巖石覆蓋層厚度取30m是安全可行的。 ?、菰跐B流.應(yīng)力耦合分析的過程中,采用降低巖石強(qiáng)度、增大滲透率方式模擬爆破對圍巖的影響,并將其與不考慮爆破影響時的滲流。應(yīng)力耦合結(jié)果進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明,爆破使隧道周邊圍巖應(yīng)力、位移和流量均有所增加,但增加的幅度均較小,對應(yīng)力場和滲流場影響不明顯。因此,最終確定棟桿嘴長江隧道合理覆蓋層厚度為30m?! ?

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發(fā)布:2007-11-24 12:24    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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