岩溶隧道施工关键技术及工程应用研究PDF格式文档图书下载

1绪论 1

1.1 隧道岩溶危害 1

1.1.1 研究对象界定 1

1.1.2 隧道岩溶危害 1

1.2 当前岩溶区隧道建设中存在的工程问题及研究现状 2

1.2.1 岩溶区隧道建设中存在的问题 2

1.2.2 岩溶区隧道建设工程问题研究现状 4

1.3 本书的研究内容 7

2溶洞区隧道工程问题研究中的有关问题探讨 9

2.1 溶洞对隧道影响的地质力学模型及其研究方法 9

2.1.1 溶洞分布规律与统计情况分析 9

2.1.2 溶洞与隧道相互影响系统的简化模型 10

2.2 溶洞对隧道影响研究的几个有关问题探讨 11

2.2.1 分析方法及有关数值试验的概念 11

2.2.2 采用连续介质分析的可行性 13

2.2.3 位移等效参数的概念及有关问题 15

2.2.4 隧道工程数值试验结果及其应用 16

2.2.5 溶洞力学模型研究 17

2.3 数值试验平台、试验误差及力学模型 19

2.3.1 试验平台介绍 19

2.3.2 数值试验误差分析 19

2.3.3 溶洞—隧道系统数值试验模型及分析原理 22

2.4 本章小结 22

3大跨度溶洞时隧道施工中的几个问题分析 23

3.1 问题的提出 23

3.2 溶洞与隧道间岩柱垮塌机理分析 23

3.3 隧道最小顶板厚度问题 24

3.3.1 较完整岩柱的最小厚度分析 24

3.3.2 受较大结构面控制时的岩柱塌陷分析 27

3.3.3 隧道顶板安全厚度的经验估算法（松弛带高度估算法） 29

3.4 隧道最小底板厚度问题 29

3.4.1 半定量评价方法（荷载传递线交汇法） 29

3.4.2 底板稳定性评价的力学分析方法 30

3.5 本章小结 34

4隐伏溶洞对圆形隧道影响的数值试验研究 35

4.1 数值试验模型、参数及其方案设计 35

4.1.1 数值试验模型及边界条件 35

4.1.2 隧道围岩—支护结构体系数值试验模型的参数选取 36

4.1.3 溶洞对圆形隧道影响的数值试验方案设计 37

4.2 顶部溶洞对圆形隧道稳定性影响的数值试验分析 38

4.2.1 顶部溶洞对隧道周边关键点位移的影响规律探讨 38

4.2.2 顶部溶洞对围岩应力影响规律的探讨 43

4.2.3 顶部溶洞对围岩塑性区影响的规律分析 45

4.2.4 顶部溶洞对支护结构内力的影响规律探讨 46

4.2.5 顶部溶洞影响规律小结 48

4.3 底部溶洞对圆形隧道影响的数值试验研究 50

4.3.1 底部溶洞对隧道位移的影响 50

4.3.2 底部溶洞对围岩应力特征的影响 54

4.3.3 底部溶洞对围岩塑性区分布的影响 56

4.3.4 底部溶洞对支护结构内力的影响 57

4.3.5 小结 59

4.4 水平溶洞对圆形隧道影响的数值试验研究 62

4.4.1 水平溶洞对隧道周边关键点位移的影响规律探讨 62

4.4.2 水平溶洞对围岩应力的影响 67

4.4.3 水平溶洞对围岩塑性区的影响 69

4.4.4 水平溶洞对支护结构内力的影响 71

4.4.5 水平溶洞影响规律小结 73

4.5 不同地质条件时溶洞对隧道稳定性态的影响分析 77

4.5.1 岩溶区隧道围岩应力和位移的影响因素 77

4.5.2 侧压力系数对围岩应力的影响 78

4.5.3 围岩类别对溶洞对隧道影响规律的研究 81

4.5.4 小结 88

5 隐伏溶洞对城门洞型隧道稳定性的影响 90

5.1 溶洞—隧道体系的力学模型及其参数 90

5.1.1 溶洞对隧道影响的数值试验方案设计 90

5.1.2 溶洞对隧道影响的数值试验方案设计 90

5.2 顶部溶洞对城门洞型隧道影响的数值试验研究 91

5.2.1 顶部溶洞对隧道位移的影响 91

5.2.3 顶部溶洞对隧道围岩应力变化特征的影响 96

5.2.4 顶部溶洞对隧道围岩塑性区变化特征的影响 99

5.2.5 顶部溶洞对锚杆轴力的影响 100

5.2.6 顶部溶洞对喷层内力的影响 102

5.2.7 小结 104

5.3 水平溶洞对城门洞型隧道影响的数值试验研究 106

5.3.1 试验模型参数及试验方案设计 106

5.3.2 水平溶洞对隧道位移的影响 107

5.3.3 水平溶洞对隧道围岩应力变化特征的影响 112

5.3.4 水平溶洞对隧道围岩塑性区变化特征的影响 114

5.3.5 水平溶洞对隧道支护结构性态的影响 116

5.3.6 小结 119

5.4 底部溶洞对城门洞型隧道影响的数值试验研究 123

5.4.1 底部溶洞对隧道位移的影响 123

5.4.2 底部溶洞对隧道围岩应力变化特征的影响 127

5.4.3 底部溶洞对隧道围岩塑性区变化特征的影响 129

5.4.4 底部溶洞对隧道支护结构性态的影响 131

5.4.5 小结 133

5.5 侧边溶洞对城门洞型隧道影响的数值试验研究 135

5.5.1 试验模型参数及试验方案设计 135

5.5.2 侧部溶洞对隧道围岩变形特征的影响 136

5.5.3 侧边溶洞对隧道围岩应力变化特征的影响 139

5.5.4 侧边溶洞对隧道围岩塑性区变化特征的影响 143

5.5.5 侧边溶洞对锚杆轴力的影响 146

5.5.6 侧边溶洞对喷层内力的影响 148

5.5.7 本节结论及建议 150

5.6 隐伏溶洞对隧道稳定性影响的范围探讨 154

6 既有溶洞对隧道掌子面空间效应影响的研究 156

6.1 问题的提出 156

6.2 岩溶区隧道开挖中空间效应研究中的有关概念 156

6.2.1 空间效应的模拟问题及有关概念 156

6.2.2 位移空间变化特征研究中的有关概念 158

6.3 溶洞对隧道空间效应的影响研究 159

6.3.1 数值分析计算模型 159

6.3.2 顶部溶洞数值试验结果及分析 160

6.3.3 水平溶洞试验结果及分析 165

6.4 本章小结及施工建议 168

7 岩溶隧道工程问题的应对措施研究 170

7.1 引言 170

7.2 岩溶区隧道建设中存在的问题 171

7.3 岩溶区隧道围岩—支护结构的稳定性评价方法 171

7.3.1 隧道距岩溶溶洞的安全距离确定 171

7.3.2 隧道施工期围岩—支护结构稳定性的判别方法 173

7.4 岩溶区隧道设计、施工和支护的设计原则 175

7.4.1 岩溶区隧道的设计原则 175

7.4.2 岩溶区隧道的施工和支护原则 175

7.5 岩溶区隧道施工方案及主要内容 177

7.5.1 进行施工前岩溶勘察和地质调查 177

7.5.2 施工中的超前预报和安全监测工作 177

7.5.3 施工中的动态设计和施工 178

7.5.4 施工完成后的检测、验证和资料的分析阶段 178

7.6 本章小结 179

8 宜万铁路金子山岩溶隧道施工技术及工程实践 180

8.1 工程概况 180

8.2 复杂岩溶隧道四阶段施工技术应用 181

8.3 复杂地质条件隧道综合立体式超前地质预报技术 182

8.3.1 物探法超前地质预测原理及技术 182

8.3.2 综合立体式超前地质预报技术及相关问题探讨 186

8.3.3 综合立体式超前地质预报范围及相关问题 188

8.4 综合立体式超前地质预报在新疆穿天山公路隧道中的应用 188

8.4.1 将军沟隧道概况 189

8.4.2 玉希莫勒盖隧道概况 190

8.4.3 将军沟隧道TSP探测 191

8.4.4 玉希莫勒盖隧道地质预报 194

8.5 本章小结 196

9 武都水库导流洞穿越既有岩溶隧道稳定性分析及评价 197

9.1 工程概况及工程地质条件 197

9.1.1 工程概况 197

9.1.2 工程区域内的岩溶形态及发育特征 197

9.1.3 隧道地质条件 198

9.2 岩溶区隧道现场量测试验概况 198

9.3 围岩内部位移场特征的对比分析 198

9.4 隧道特征点变形特性的对比分析 200

9.4.1 无溶洞时隧道围岩空间效应特征曲线 200

9.4.2 隧道典型断面位移观测结果对比分析 201

9.4.3 侧边溶洞对隧道水平位移的影响分析 201

9.4.4 顶部溶洞对隧道位移影响的观测结果及分析 203

9.5 围岩及支护结构应力的对比分析 203

9.6 武都水库导流洞施工期稳定性评价 204

9.6.1 收敛速度评价准则应用 205

9.6.2 支护结构内力评判标准应用 208

9.7 本章小结 208

10 研究结论 210

参考文献 212

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