學(xué)科專業(yè)：隧道及地下建筑工程
授予學(xué)位：工學(xué)碩士
學(xué)位授予單位：xx大學(xué)土木工程學(xué)院
學(xué)位年度： 2009年
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，我國(guó)高速公路的建設(shè)越來越多，隨之而來的是高速公路隧道的快速發(fā)展。高速公路隧道施工有其自身獨(dú)特的特點(diǎn)，在現(xiàn)有的施工條件下，迫切需要建立和健全隧道圍巖的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)體系，通過評(píng)價(jià)體系，可以讓設(shè)計(jì)、施工人員更系統(tǒng)、全面了解隧道施工過程中的危險(xiǎn)因素，促使做好施工控制技術(shù)措施。因此對(duì)高速公路隧道圍巖變形特征與穩(wěn)定性評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，這對(duì)隧道設(shè)計(jì)和施工有著極為重要的指導(dǎo)意義。論文主要的研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下：
(1)結(jié)合高速公路隧道圍巖中的II～V級(jí)圍巖進(jìn)行了雙軸剪切流變?cè)囼?yàn)，通過試驗(yàn)結(jié)果分析，研究了圍巖的變形特征，得到了II～V級(jí)圍巖的流變規(guī)律。
通過模型辨識(shí)表明：II、III級(jí)圍巖采用廣義Kelvin模型，Ⅳ級(jí)采用伯格斯模型，V級(jí)圍巖采用非線性流變模型，可以較好模擬圍巖的流變特性；試驗(yàn)還得到了II～V級(jí)圍巖的流變參數(shù)；并通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果與不同級(jí)別圍巖流變模型的對(duì)比分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了流變模型的合理性。
(2)基于40座兩車道NATM高速公路隧道的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過對(duì)大量的圍巖收斂變形和拱頂下沉數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，研究了隧道變形與圍巖級(jí)別、開挖方式、時(shí)間、距離等因素的關(guān)系，探討了隧道II～V級(jí)圍巖變形隨時(shí)間和距離的變形特性，分析不同級(jí)別圍巖從開挖到變形穩(wěn)定時(shí)的時(shí)間以及穩(wěn)定距離：
同時(shí)，也得到了變形穩(wěn)定時(shí)的收斂和拱項(xiàng)下沉值，以此作為隧道不同級(jí)別圍巖變形的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)；為隧道施工階段圍巖的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)以及二次襯砌的合理施做時(shí)機(jī)提供了依據(jù)。
(3)結(jié)合隧道的實(shí)際施工過程，進(jìn)行三維建模，探討不同級(jí)別的圍巖變形隨空間(距掌子面距離)發(fā)展規(guī)律，通過與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比，得到了隧道圍巖應(yīng)力的釋放規(guī)律；基于此以及前述流變?cè)囼?yàn)的本構(gòu)模型以及圍巖的收斂變形，利用改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法進(jìn)行粘彈性位移優(yōu)化反分析，以研究圍巖變形隨時(shí)間的變化規(guī)律。
