隧道支护新技术——水平旋转射流成拱法

隧道支护新技术——水平旋转射流成拱法

一、隧道支护新技术——水平旋喷成拱法(论文文献综述)

张亮[1](2021)在《干燥粉细砂隧道超前预加固方案优化研究》文中研究指明为了研究干燥粉细砂环境下隧道合理超前加固措施以及施工方案,以中兰铁路盘岘山隧道为工程背景,设计了双层大管棚+小导管注浆与旋喷桩两种超前加固方案以及有无临时仰拱两种施工方案,运用FLAC3D有限差分软件对不同方案下隧道洞周变形与支护结构受力进行对比分析。结果表明:与双层大管棚+小导管注浆方案相比,旋喷桩超前加固下隧道拱顶下沉与水平收敛明显变小,且采取旋喷桩超前加固初期支护所受压、拉应力均处于安全状态;旋喷桩加固方案下,采用临时仰拱对于控制水平收敛有较好效果,但其控制拱顶沉降效果一般且使得初期支护受到更大拉、压应力。考虑到旋喷桩对土体有一定的改良和加强,故本工程建议采用旋喷桩超前加固方案并采取三台阶临时仰拱法施工。

樊康佳[2](2017)在《基于地表竖直旋喷桩加固条件下的浅埋风积沙隧道支护结构受力性状研究》文中研究说明近年来,随着国家在基础设施建设投入的不断增大以及西部大开发战略的实施,青海省的公路交通事业也得到了飞速发展,但青海省内存在的大面积风积沙覆盖层阻碍了高等级公路的快速发展,特殊的地理环境使得隧道成为高等级公路穿越该地区的重要构筑物类型。但是风积沙特有的工程特性也给公路隧道设计和施工带来了诸多难题。比如,围岩自稳能力极差,围岩变形在洞室开挖后短时间内完成,支护不及时很有可能塌方。本文以青海省茶(卡)格(尔木)高速公路脱土山风积沙隧道为依托(该风积沙隧道采用竖直旋喷桩对地表进行了预加固处理)。针对风积沙围岩差、埋深浅等特点进行了现场浅埋段的测试,重点研究了围岩与初期支护接触压力、钢拱架的轴力、初期支护与二次衬砌接触压力及二次衬砌混凝土应变的时间变化规律,为数值模拟提供一定的实测依据。数值模拟采用FLAC3D有限元软件对浅埋风积沙隧道施工过程进行三维数值模拟,得出隧道在环形开挖预留核心土的开挖过程中围岩的应力分布、初期支护和二次衬砌的压力、二次衬砌的应变情况。将数值模拟结果与现场实测数据进行对比,综合分析数值模拟的结果和现场实测数据的差异,进而对浅埋风积沙隧道的支护体系受力变形进行研究,同时分析导致两者差异较大的不确定因素,得出了基于地表竖直旋喷桩加固的浅埋风积沙隧道在环形开挖预留核心土台阶法的施工过程中支护结构的受力特性,此研究成果可为类似隧道工程提供参考和经验。

毛燕飞[3](2015)在《基于岩土控制变形分析法的软弱围岩隧道开挖变形控制技术》文中研究表明随着19世纪现代高能炸药的出现以及爆破、风钻技术的发展,隧道机械化开挖取得了长足进步,基于岩承理论的新奥地利隧道修建法(NATM)的诞生及其在世界范围盛行标志着地下工程设计施工技术理论趋向成熟。隧道工程主要是开挖与支护的问题,即如何安全地开挖、合理地支护以保证围岩-支护体系的安全,并确保其长期稳定性。随着隧道的发展,传统方法对复杂地质软弱围岩环境及长大规模隧道的安全开挖掘进已显得有些乏力,我国地下工程事故发生率也较高,其中地下水及围岩环境、地质情况和人为失误等占主要原因,软弱围岩环境下的隧道开挖一般变形大、工期长、成本高、易发生事故。岩土控制变形分析法(ADECO-RS,新意法)利用对掌子面-超前核心土的预加固及洞室预约束等措施保证极困难围岩条件下的洞室稳定性问题,事实也证明:控制了隧道预收敛及挤出变形,即控制了洞室在开挖过程中变形的最初原因,也就控制了洞室变形,能够保证隧道掘进过程中的安全。论文统计分析了截止2013年底我国在建及已建成特长公路隧道的施工事故,归纳分析了我国公路隧道施工过程中事故类型、发生原因及对策;基于岩土控制变形分析法提出了软弱围岩的定义,总结了软弱围岩的特性及各类围岩在隧道开挖过程中的力学特性、变形情况及工程影响,进而对软弱围岩进行了细化分级,并根据围岩分级和亚分级标准提出了不同类别的软弱围岩工程对策;根据收敛约束法和对数螺旋线法,分析掌子面及洞室在开挖过程中的稳定性,以及围岩亚分级标准下方案的可施工性,并基于围岩亚分级标准给出各级围岩环境下洞室开挖的合理工法与支护措施;总结新奥法及岩土控制变性分析法在软弱围岩环境下的典型开挖方法,认为在软弱围岩环境下的隧道开挖,洞室掌子面无法自稳,应当采取预约束/加固措施,并以IV2级亚分级为软弱围岩分级分界线,高于此级别的围岩环境下隧道开挖较安全,而低于此分级级别的围岩在开挖过程中应在约束、加固,或干预措施上予以充分重视。

石钰锋[4](2014)在《浅覆软弱围岩隧道超前预支护作用机理及工程应用研究》文中提出摘要:浅覆软弱围岩隧道施工过程中,需采取有效的超前预支护才能保证围岩稳定、满足围岩和地表的变形控制要求。在软弱围岩变形特征及控制技术总结基础上,依托多个浅覆软弱围岩隧道工程,采用现场测试、数值计算、解析求解等手段,重点对长管棚、水平旋喷预支护作用机理进行探讨。论文主要研究内容及成果如下:(1)将隧道围岩变形从空间上分为超前沉降、掌子面挤出变形及掌子面后方变形,总结出浅覆软弱围岩隧道变形存在超前沉降范围大、在总沉降量中所占比例大、掌子面挤出变形大的特征,提出浅覆软弱隧道围岩预支护(加固)方法的选择规律及范围的确定方法。(2)依托石头岗浅覆软弱围岩隧道,在长管棚现场测试分析基础上,建立精细化的数值模型对长管棚作用机理进行研究,提出管棚预支护结构受力的纵向分区,按其与掌子面相对位置分为前方受拉区、后方受压区及靠近洞口受拉区。总结各区应力及范围分布随掌子面掘进的变化规律表明,各区应力随隧道掘进而增长,且表现为先快后慢趋势,各区长度除掌子面前方受拉区基本稳定外,其余两区长度随掌子面掘进而增长,可供预支护设计参考(3)针对既有弹性地基梁的不足,提出考虑初支综合延滞效应、掌子面前方岩土体变基床系数、围岩应力释放时空效应等因素的改进模型,根据有限差分原理,以石头岗隧道为例对改进的Winkler弹性地基梁模型进行求解,现场测试结果验证了该方法的有效性。(4)依托富水软弱地层隧道工程,在对围岩加固前后现场取样,进行物理力学参数实验基础上,建立考虑流固祸合的三维数值模型,对水平旋喷预支护作用机理及效果进行研究提出,水平旋喷桩在纵向上起支护梁作用,横向上为受压拱效应,可有效改善围岩条件及隧道受力。(5)受材料特性、工艺所限,水平旋喷预支护存在抗拉(剪)强度低、完整性较差等缺陷,为此提出水平旋喷与管棚组合的预支护方式,并用数值手段论证,该方式可减小桩体的塑性区范围、拉应力,改善旋喷桩的受力,形成能充分发挥各自力学优点的组合结构,并成功应用于江门隧道下穿泄洪道工程。(6)掌子面加固可提高掌子面稳定性的同时,改善水平旋喷的受力,是水平旋喷桩缺陷克服的另一有效措施,对水平旋喷预支护及掌子面加固进行参数研究表明,水平旋喷预支护桩径、刚度及掌子面加固的面积比超过一定值后,加固效果增长有限,应根据具体工程选择最佳值。(7)对管棚与水平旋喷的设计与施工进行了探讨,设计中需根据具体工程条件及控制要求,本着安全、经济、高效的原则,选择预支护(加固)手段及参数,特殊工程需考虑局部加强或多手段结合,针对管棚、水平旋喷的施工问题应加强参数控制与施工管理。本文有图96幅,表36个,参考文献160篇。

杜林林[5](2014)在《软弱围岩与预筑拱支护相互作用机理研究》文中进行了进一步梳理摘要:软弱围岩地质条件下的隧道施工,是隧道工程界面临的重要难题之一。软弱围岩具有变形大、变形速度快、变形难以控制等特点,由于隧道施工中对软弱围岩隧道的变形机理、发展演化规律等认识不足,采取的控制技术与方法缺乏针对性,软弱围岩的隧道开挖面临诸多困难。岩土控制变形分析法为解决软弱围岩隧道施工中的变形控制提供了新的思路,本文根据岩土变形分析法(即新意法)的指导思想,在国家自然科学基金项目“含水弱胶结砂岩隧道预筑拱荷载特性及开挖面稳定性研究(NO.51178026)”的支持下,对机械预切槽技术施作形成的预筑拱支护特性进行了详细深入的研究,通过ANSYS有限元计算、FLAC3D数值模拟、理论解析等手段,研究了预筑拱的合理支护参数、预筑拱控制软弱围岩变形的机理及特性、预筑拱与软弱围岩的相互作用关系及支护特性,主要工作及结论如下:1、针对预筑拱的合理支护参数,本文根据荷载—结构模型,基于安全系数法,分析研究了不同预筑拱厚度、不同钢拱架支撑间隔距离以及不同混凝土强度条件下预筑拱安全系数的变化情况,为预筑拱支护参数的合理选取提供了支持;2、基于对拱效应的数值计算,通过FLAC3D三维数值分析,采用地层结构法,根据地层变形曲线、拱顶上方地层压力-深度曲线、拱顶上方压力拱发展及分布形式,分析了预筑拱控制预收敛变形、围岩收敛变形、应力释放等的特点,计算出预筑拱作用下隧道开挖过程中拱顶上方坍落拱发展过程及分布情况,得到了预筑拱控制软弱围岩的变形机理;3、针对预筑拱控制软弱围岩的变形特性,通过FLAC3D进行大量的数值分析,得出了不同埋深、不同围岩条件、不同预筑拱厚度、不同隧道直径、不同预筑拱支护长度等条件下,预筑拱对于围岩变形、应力释放及重分布过程、拱顶上方坍落拱的发展过程等的控制效果;通过引入拱顶上方地层压力归一化比值λ,得到了隧道开挖过程中拱顶上方地层压力的释放及重分布情况;最终得出了预筑拱控制围岩变形的特性;4、根据收敛-约束法,基于弹塑性力学有关知识,得出了弹性及弹塑性条件下围岩收敛曲线(围岩特征曲线),在此基础上求出了预筑拱支护下的围岩收敛曲线;在考虑隧道开挖过程中掌子面附近三维空间效应的基础上,引入围岩应力释放系数,得出了掌子面掘进过程中预筑拱与围岩的相互作用关系,求出了预筑拱与围岩相互作用荷载,并基于安全性得出了预筑拱混凝土强度与适用埋深的关系,预筑拱适用埋深随围岩参数的变化规律,为预筑拱支护设计理论的建立奠定基础。

王朝杰[6](2014)在《风积沙围岩隧道施工新技术研究》文中指出针对风积沙的特点,通过对不同施工方案的比较与分析,介绍了水平旋喷桩和三台阶临时仰拱法在风积沙隧道施工中的应用,实践表明三台阶临时仰拱法具有很多优点,值得推广。

张瑾[7](2013)在《青岛富水砂层隧道变形机理及其控制对策研究》文中研究说明结合青岛地铁富水砂层段隧道工程实例,采用理论分析、室内土工试验、现场试验等手段揭示了青岛富水砂层的工程特性,指出了青岛砂层粘粒含量高、强度大、土层薄、隧道施工中往往处于土岩二元复合地层的特殊性。通过数值模拟、物理模型实验,模拟了富水砂层隧道开挖变形的过程,运用收敛变形分析法、应力状态法、掌子面挤出量与约束力对比判断法对青岛富水砂层隧道进行了稳定性分析,揭示了青岛砂土层本身强度较高、水是其最主要破坏因素的变形机理。结合实际工程,提出了相应的稳定性控制对策,指出采用新意法施工,超前加固隧道掌子面核心土,能对富水砂层段隧道变形起到良好的控制作用,研究了新意法施工的控制技术,并采用抗压强度测试及跟踪监测等手段对新意法施工效果进行了分析,进一步验证了新意法对富水砂层的适用性,提出了对地层隆起和桩体角度控制是施工控制的关键。

刘卫[8](2013)在《预加固对软弱围岩隧道掌子面稳定性的影响研究》文中提出随着隧道数量不断增多,隧道在掘进过程中不可避免会遇到软弱围岩地层。在软弱围岩隧道施工过程中最突出的问题之一便是掌子面稳定性问题,如果加固措施不到位,不但危及施工安全,甚至会影响到运营安全。而超前预加固技术不仅可以提高软弱地层的强度和围岩稳定性,更重要的是可以保证在安全的前提下高效、顺利地完成施工任务,因此研究预加固技术对软岩隧道掌子面稳定性的影响非常重要。水平旋喷桩作为隧道超前预加固技术之一,能较好的解决隧道围岩软弱、掌子面易失稳等难题,近年来在一些工程地质条件非常复杂的隧道中使用的效果十分明显。而玻璃纤维注浆锚杆技术作为新意法施工方法的配套技术已受到隧道工程界的广泛关注并得到了成功应用。本文依托兰榆铁路桃树坪隧道工程,通过大量的数值模拟分析对比,对隧道掌子面稳定性和预加固技术进行了初步研究,主要进行了以下工作的研究:(1)对隧道掌子面稳定性和预支护技术的国内外研究现状进行了探讨,对掌子面失稳的形式及其特点,失稳机制和预支护基本原理研究进行了分析。对新意法施工方法进行了详细的介绍,并对新意法与其他施工方法进行了比较。(2)对掌子面失稳实例--桃树坪隧道进行了数值模拟分析,通过对比的方法研究了设置水平旋喷桩与CRD法隧道施工分别对隧道掌子面的稳定性的影响,并研究了开挖步距对隧道稳定的影响以及隧道预收敛与挤出变形的关系。(3)重点对玻纤锚杆注浆预加固技术对掌子面稳定性的影响进行分析,通过与其他加固措施的对比研究了玻纤锚杆预加固的效果,另外对玻纤锚杆参数变化对掌子面稳定性的影响以及玻纤锚杆各参数对于掌子面变形的敏感性进行了分析。通过这些初步的研究,主要得出下面的结论:(1)验证了新意法的优越性,水平旋喷桩技术比CRD法更好地控制隧道变形及地表沉降。此时隧道开挖后初期支护承受的应力减小,有效地保证了已开挖隧道段的稳定,而已开挖隧道段的稳定又对前方掌子面稳定做出了贡献。(2)隧道拱顶和掌子面的变形相对于开挖步距增大呈二次非线性趋势增长,其未支护段距离是导致变形增加的主要因素之一。研究认为桃树坪隧道在旋喷桩预加固下开挖步距选用1m是较为合适的,这样就能够在保证工作面土体稳定的情况下同时也能满足快速施工的要求。(3)研究认为掌子面挤出变形与拱顶预收敛总是存在某种线性相关性,俩种变形并不会单独发生,认为超前核心土的强度及变形特性是隧道变形的真正原因。(4)隧道采用玻纤锚杆注浆提高了超前核心土体的强度和刚度,极大的减少了隧道的变形。在一定的范围内随着玻纤锚杆参数的增大,隧道拱顶预收敛掌子面挤出变形呈减小趋势,但超过一定的程度,加固效果变得并不明显。玻纤锚杆的参数中密度参数变化对预加固效果影响最为明显,对隧道进行玻纤锚杆预加固参数的选择有一定的指导作用。

王亮[9](2013)在《水平旋喷桩成拱预加固隧洞开挖施工数值分析》文中提出以地铁区间水平旋喷成拱预加固隧道施工为背景,采用MIDAS-GTS岩土数值分析软件模拟隧道开挖施工工艺;通过数值模拟结果的分析,研究水平旋喷桩成拱预加固隧道开挖施工时旋喷桩拱壳的位移和应力、围岩位移和应力的规律和特点;提出水平旋喷桩成拱预加固隧道开挖施工建议,为今后该类施工提供参考.

赵勇[10](2012)在《隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究》文中研究指明当前我国大规模的隧道建设中,软弱围岩隧道的设计与施工难题一直困扰着广大隧道建设者。软弱围岩隧道通常表现为围岩变形大,甚至发生坍塌等安全事故;施工进度缓慢,严重制约工程的工期。出现这些问题的主要原因是对隧道围岩特别是软弱围岩的变形机制、发展演化规律等认识不足,采取的控制技术与方法缺乏针对性等。针对这一系列问题,本论文对软弱围岩地质特征与工程影响评价、变形机制与时空效应、支护结构与围岩作用体系、隧道软弱围岩变形控制技术等进行了系统深入研究,取得了以下主要研究成果:(1)系统总结提出隧道工程软弱围岩的含义;分析了软弱围岩的地质特征、变形特征和强度特征;根据软弱围岩的力学特征,提出了铁路隧道软弱围岩的分级标准建议,将软弱围岩分为软岩I级、软岩II级和软岩III级共三个等级。(2)隧道断面尺寸对围岩的变形机制和变形控制基准有较大影响,为方便研究软弱围岩隧道的变形控制对策,本文提出了铁路隧道断面等级和跨度分级建议,将隧道断面分为小断面、中断面、大断面和特大断面4级,将隧道跨度分为小跨度、中跨度、大跨度和特大跨度4级。(3)分析提出了围岩变形的分布规律。围岩变形在空间上可分为三部分,即掌子面前方的超前变形、掌子面挤出变形和掌子面后方变形,这三部分变形是同时发生的。软弱围岩隧道变形量大、变形持续时间长、掌子面前、后方变形影响范围大、变形速度快是软弱围岩隧道变形的特点。(4)基于隧道施工过程中应力释放与应力控制动态作用关系的研究,建立了由围岩、超前支护、初期支护和二次衬砌组成的软弱围岩隧道结构体系,并阐述了各个构件在该结构体系中的力学作用。支护结构分为超前支护、初期支护和二次衬砌,其中超前支护和初期支护与围岩体共同形成承载结构,二次衬砌仅作为安全储备,主要承担附加荷载和残余变形引起的荷载。(5)建立了考虑围岩应力释放的隧道结构体系理论模型,并采用数值方法验证了其正确性,指出为避免或尽量减小出现过量围岩塑性变形,一方面要及时支,护,减小支护结构施做前的围岩应力释放;另一方面要使支护结构具有一定的刚度,尤其是早期刚度,以提供足够的支护抗力来抵制过量围岩塑性变形的发生。(6)开挖方法和支护措施是围岩变形控制的两个方面,开挖使得围岩释放应力,支护则是控制应力释放的方法,支护结构和围岩的稳定是变形控制的目标。围岩变形控制原理就是根据围岩变形的时空分布规律,采取合理的开挖方法和支护措施,控制掌子面前方、掌子面、以及掌子面后方变形,使围岩变形控制在变形基准值以内,以保持围岩和隧道结构的长期稳定。(7)软弱围岩变形预测分为施工前的变形预测和施工过程中的变形预测两个阶段。数值法和基于自身量测数据的统计分析法是比较接近实际又便于实施的变形预测法。研究提出了我国铁路隧道净空位移、拱顶下沉、掌子面前方超前变形、掌子面挤出变形、掌子面后方变形速度的管理基准建议。(8)提出了软弱围岩变形控制的方法和支护结构设计原则。即采用超前支护,控制掌子面的超前变形和拱顶下沉;采用掌子面支护,控制掌子面挤出变形;加强初期支护,控制开挖掌子面后方变形;采用辅助支护措施,控制掌子面的稳定和初期支护的拱脚位移;采用二次衬砌,合理预留支护结构的安全储备,控制隧道建成后的残余变形。研究提出了软弱围岩隧道支护结构设计的原则、设计流程和支护结构设计参数。(9)以兰渝铁路桃树坪隧道和贵广铁路天平山隧道为例,阐述了软弱围岩隧道掌子面前方变形和掌子面后方变形的控制实践,按照本课题的研究成果,均取得了很好的控制围岩变形效果。

二、隧道支护新技术——水平旋喷成拱法(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、隧道支护新技术——水平旋喷成拱法(论文提纲范文)

(1)干燥粉细砂隧道超前预加固方案优化研究(论文提纲范文)

1 工程概况
2 数值模拟分析
    2.1 计算模型
    2.2 计算参数
    2.3 超前加固方案对比分析
        2.3.1 洞周位移
        2.3.2 初期支护应力
    2.4 临时仰拱方案计算分析
        2.4.1 洞周位移变化特征
        2.4.2 初期支护应力分析
3 施工控制关键技术
4 现场监测数据分析
5 结论

(2)基于地表竖直旋喷桩加固条件下的浅埋风积沙隧道支护结构受力性状研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
    1.3 研究的主要内容、方法和技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究方法及技术路线
第二章 依托工程概况
    2.1 风积沙工程地质特性
        2.1.1 物理特性
        2.1.2 化学特性
        2.1.3 力学特性
    2.2 依托工程概况
        2.2.1 依托工程概况
        2.2.2 依托工程地质条件
        2.2.3 隧道设计概况
        2.2.4 支护结构设计参数与施工工艺
    2.3 本章小结
第三章 旋喷桩地层加固机理及现场应用
    3.1 高压喷射注浆技术
        3.1.1 高压喷射注浆的基本原理
        3.1.2 高压喷射注浆的技术特征
        3.1.3 高压喷射流对土体的
    3.2 竖直旋喷桩的成桩机理
    3.3 竖直旋喷桩的加固机理
        3.3.1 微观加固机理
        3.3.2 宏观加固机理
    3.4 依托工程旋喷桩应用
        3.4.1 施工方法及技术措施
        3.4.2 竖直旋喷桩加固方案
        3.4.3 竖直旋喷桩加固时时的注意事项
    3.5 超前支护效果
    3.6 本章小结
第四章 依托工程现场测试及结果分析
    4.1 概述
    4.2 现场测试目的
    4.3 测试元件原理
    4.4 测试内容与方法
        4.4.1 围岩与初期支护之间接触压力量测
        4.4.2 钢拱架轴力量测
        4.4.3 初期支护与二次衬砌之间的接触压力量测
        4.4.4 二次衬砌模筑混凝土应力应变量测
        4.4.5 现场测试断面的选取和监测方案
    4.5 现场测试数据整理
    4.6 支护结构受力特性分析
        4.6.1 围岩与初期支护之间接触压力测试结果及分析
        4.6.2 钢拱架轴力测试结果及分析
        4.6.3 初支和二衬之间接触压力及二衬混凝土应变测试结果及分析
        4.6.4 初期支护与二次衬砌结构荷载分担比分析
    4.7 本章小结
第五章 浅埋风积沙隧道施工数值分析
    5.1 引言
    5.2 数值分析方法概述
    5.3 环形开挖预留核心土模拟分析
        5.3.1 计算模型
        5.3.2 浅埋风积沙隧道预留核心土台阶开挖仿真模拟
    5.4 施工开挖模拟结果分析
        5.4.1 围岩与初期支护压力分析
        5.4.2 初支与二衬压力分析
        5.4.3 二次衬砌混凝土应变分析
        5.4.4 洞室开挖围岩位移分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文及参与的科研项目
致谢

(3)基于岩土控制变形分析法的软弱围岩隧道开挖变形控制技术(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 软弱围岩的定义
    1.3 围岩支护理论
    1.4 隧道围岩变形机理及控制
        1.4.1 隧道围岩变形机理
        1.4.2 隧道围岩变形控制
    1.5 研究中的主要问题
    1.6 主要研究内容
    1.7 论文研究方法及技术路线
第二章 我国特长公路隧道施工事故的统计分析
    2.1 事故数据来源
    2.2 事故类型分析
    2.3 事故原因分析
        2.3.1 隧道塌方
        2.3.2 涌水突泥
    2.4 事故对策分析
    2.5 小结
第三章 基于岩土控制变形分析法的洞室开挖分析
    3.1 常规洞室开挖方法的力学行为分析
        3.1.1 上下台阶法
        3.1.2 三台阶(七步开挖)法
        3.1.3 CD法与CRD法
        3.1.4 双侧壁导坑法
        3.1.5 小结
    3.2 基于岩土控制变形分析法的软弱围岩隧道开挖
        3.2.1 分部开挖法
        3.2.2 岩土控制变形分析法隧道开挖
    3.3 本章小结
第四章 软弱围岩地质力学特征与工程影响评价
    4.1 背景
    4.2 围岩的地质力学特征
        4.2.1 地质特征
        4.2.2 力学特性
    4.3 软弱围岩分类
        4.3.1 现有软弱围岩分类方法
        4.3.2 现有软弱围岩分类方法在工程应用中存在的主要问题
        4.3.3 本文提出的软弱围岩分类
    4.4 本章小结
第五章 隧道方案可施工性的理论研究方法
    5.1 收敛-约束法(CCM)
        5.1.1 收敛线(围岩特性曲线)
        5.1.2 约束线(支护特性曲线)
    5.2 对数螺旋线法
        5.2.1 简介
        5.2.2 对数螺线法
        5.2.3 超前支护对围岩的约束作用
    5.3 隧道开挖过程中的围岩稳定性分析
        5.3.1 开挖过程中洞室围岩稳定性分析
        5.3.2 开挖过程中掌子面稳定性计算
    5.4 本章小结
第六章 软弱围岩隧道开挖的变形控制
    6.1 隧道施工过程中围岩的变形机理
        6.1.1 围岩变形规律
        6.1.2 围岩变形的影响因素
    6.2 围岩的变形控制原则
        6.2.1 合理的开挖方法
        6.2.2 合理的约束/支护措施
    6.3 软弱围岩开挖过程中应注意的问题
    6.4 小结
结论与展望
    1 主要结论
    2 展望
附表 我国特长隧道施工事故统计表
参考资料(附表)
参考文献
攻读学位期间发表的论文及参与的科研项目
致谢

(4)浅覆软弱围岩隧道超前预支护作用机理及工程应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 隧道围岩预支护(加固)方法简述
    1.3 隧道围岩预支护(加固)研究现状
        1.3.1 管棚研究现状
        1.3.2 水平旋喷研究现状
        1.3.3 掌子面加固研究现状
        1.3.4 对于研究现状的认识
    1.4 本文的研究内容及技术路线
        1.4.1 主要内容
        1.4.2 技术路线
2 浅覆软弱围岩隧道地层变形特征及变形控制研究
    2.1 引言
    2.2 浅覆软弱隧道围岩变形特征
    2.3 隧道围岩变形的影响因素分析
        2.3.1 隧道围岩变形的影响因素
        2.3.2 隧道围岩变形的典型影响因素分析
    2.4 软弱围岩隧道变形控制
        2.4.1 软弱围岩隧道变形控制理念
        2.4.2 软弱围岩隧道变形控制方法选择的探讨
        2.4.3 软弱围岩隧道预支护(加固)范围确定
    2.5 本章小结
3 隧道长管棚超前预支护现场测试及数值分析
    3.1 引言
    3.2 石头岗隧道下穿衡昆高速浅覆工程
        3.2.1 工程概况
        3.2.2 管棚超前预支护效果
    3.3 长大管棚内力测试及分析
        3.3.1 测试方案
        3.3.2 测试结果分析
        3.3.3 类似工程测试比对
    3.4 管棚力学机理的数值研究
        3.4.1 模型建立
        3.4.2 相关参数选取
        3.4.3 模拟结果分析
        3.4.4 模拟结果与实测对比分析
    3.5 管棚受力影响因素的数值克服
        3.5.1 工况拟定
        3.5.2 结果分析
    3.6 本章小结
4 隧道管棚超前预支护作用弹性地基梁模型研究
    4.1 引言
    4.2 管棚预支护结构力学模型既有研究分析
    4.3 改进的管棚地基梁模型
        4.3.1 改进模型考虑的因素
        4.3.2 改进模型的提出
    4.4 改进的管棚弹性地基梁模型简化求解
        4.4.1 相关理论及基本假定
        4.4.2 初支综合延滞效应的简化
        4.4.3 掌子面前方岩土体变基床系数简化
        4.4.4 管棚作用荷载的确定
        4.4.5 改进后Pasternak弹性地基梁模型方程推导
        4.4.6 改进后Winkler弹性地基梁模型求解
    4.5 本章小结
5 富水软弱地层水平旋喷隧道超前预支护作用研究
    5.1 引言
    5.2 江门隧道下穿泄洪道超浅覆工程
        5.2.1 工程概况
        5.2.2 工程特点分析
        5.2.3 应对措施
    5.3 水平旋喷预支护效果及力学机理分析
        5.3.1 模型建立
        5.3.2 力学模型及参数选取
        5.3.3 渗流模型及参数
        5.3.4 工况拟定
        5.3.5 计算结果
    5.4 水平旋喷技术的缺陷及克服
        5.4.1 水平旋喷预支护的缺陷
        5.4.2 水平旋喷与管棚复合预支护机理研究
        5.4.3 水平旋喷与掌子面加固复合研究
    5.5 本章小结
6 浅覆隧道超前预支护设计与施工技术应用探讨
    6.1 管棚超前支护的设计与施工
        6.1.1 管棚超前支护的设计
        6.1.2 长大管棚施工技术
    6.2 水平旋喷桩设计与施工
        6.2.1 水平旋喷桩设计
        6.2.2 水平旋喷施工技术
    6.3 本章小结
7 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 主要创新点
    7.3 进一步研究展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目
    一 发表的论文
    二 参加的科研项目
致谢

(5)软弱围岩与预筑拱支护相互作用机理研究(论文提纲范文)

致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 软弱围岩变形控制方法
        1.2.2 岩土控制变形分析法
        1.2.3 衬砌荷载计算方法
        1.2.4 预支护荷载作用机理研究
    1.3 研究中存在的问题
    1.4 论文主要研究内容及章节构成
        1.4.1 论文主要研究内容
        1.4.2 论文主要章节构成
    1.5 论文研究方法
2 预筑拱支护参数研究
    2.1 工程背景
    2.2 研究方法
        2.2.1 衬砌支护设计方法
        2.2.2 ANSYS有限元分析简介
    2.3 预筑拱参数及分析模型
    2.4 预筑拱荷载计算
        2.4.1 《隧规》中的方法
        2.4.2 预筑拱荷载计算说明
    2.5 安全系数计算方法
    2.6 安全系数计算结果分析
    2.7 本章小结
3 基于拱效应的预筑拱控制软弱围岩变形机理研究
    3.1 软弱围岩特性
    3.2 ADECO-RS隧道施工变形控制理念
        3.2.1 隧道开挖过程剖析
        3.2.2 围岩成拱效应
        3.2.3 隧道变形控制技术
        3.2.4 预筑拱特点
    3.3 预筑拱控制地层变形分析
        3.3.1 不同工况下围岩变形对比分析
        3.3.2 不同围岩条件下变形对比分析
    3.4 基于数值模拟的拱效应研究
        3.4.1 Terzaghi承载拱理论
        3.4.2 基于压力拱理论的拱效应研究方法
    3.5 预筑拱控制围岩变形机理分析
        3.5.1 地层压力变化及对比分析
        3.5.2 拱顶地层压力变化与沉降变形的关系
    3.6 本章小结
4 预筑拱控制软弱围岩变形特性的参数研究
    4.1 围岩变形特性影响因素
    4.2 预筑拱控制围岩变形特性研究内容
        4.2.1 FLAC~(3D)数值分析模型
        4.2.2 拱顶上方地层压力归一化比值λ
    4.3 不同预筑拱厚度作用效果分析
    4.4 不同埋深下预筑拱作用效果分析
        4.4.1 不同埋深下围岩反应
        4.4.2 围岩反应随深度变化对比分析
        4.4.3 不同埋深下预筑拱控制围岩变形及受力特性
    4.5 不同围岩条件下预筑拱作用效果
    4.6 不同隧道直径下预筑拱作用效果
    4.7 预筑拱控制软弱围岩特性分析及探讨
        4.7.1 数值计算结果分析
        4.7.2 隧道开挖与围岩特性关系探讨
    4.8 本章小结
5 基于收敛-约束法的预筑拱支护机理及特性研究
    5.1 收敛-约束法(特征曲线法)
        5.1.1 收敛-约束法发展回顾
        5.1.2 围岩收敛曲线计算方法
    5.2 圆形隧道围岩收敛曲线的弹性分析
        5.2.1 线弹性理论平面应变问题基本方程
        5.2.2 线弹性下围岩特征曲线解析
    5.3 圆形隧道围岩特征曲线的弹塑性分析
        5.3.1 Mohr-Coulomb(莫尔-库伦)屈服准则
        5.3.2 弹塑性条件下围岩特征曲线求解
        5.3.3 围岩特性曲线的影响因素
    5.4 预筑拱支护下围岩收敛曲线分析
        5.4.1 预筑拱下围岩特征曲线的弹性分析
        5.4.2 预筑拱下围岩特征曲线的弹塑性分析
    5.5 围岩收敛曲线对比分析
    5.6 预筑拱与围岩荷载作用机理研究
        5.6.1 预筑拱与围岩相互作用关系
        5.6.2 预筑拱支护约束曲线及围岩收敛曲线
        5.6.3 预筑拱荷载计算方法
    5.7 基于安全性的预筑拱适用性研究
        5.7.1 混凝土承载强度与适用埋深计算
        5.7.2 适用埋深随围岩条件变化的研究
    5.8 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要研究工作及结论
        6.1.1 基于安全系数得出预筑拱合理支护参数
        6.1.2 基于拱效应的研究得出预筑拱控制软弱围岩变形的机理
        6.1.3 基于参数分析得出预筑拱控制围岩变形特性
        6.1.4 基于收敛-约束法得出预筑拱支护特性
    6.2 主要创新之处
    6.3 进一步研究的建议
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(6)风积沙围岩隧道施工新技术研究(论文提纲范文)

1 工程概况
2 工程及水文地质
3 施工技术难点
4 风积沙地层围岩压力分析
5 施工方案比选
    (1) CRD法
    (2) 台阶留核心土法
    (3) 三台阶临时仰拱法
6 施工工艺
    6.1 水平旋喷桩超前预支护
    6.2 三台阶临时仰拱法施工
        (1) 上台阶施工
        (2) 中台阶施工
        (3) 下台阶施工
        (4) 仰拱施工
        (5) 二衬施工
7 结语

(7)青岛富水砂层隧道变形机理及其控制对策研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
详细摘要
Detailed Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 富水砂土工程性质研究
        1.2.2 富水砂层隧道变形机理研究
        1.2.3 富水砂层隧道变形控制方法研究
        1.2.4 隧道变形机理研究手段
    1.3 存在的主要问题
    1.4 研究内容及方法
    1.5 研究技术路线及主要创新点
2 青岛富水砂层物理力学性质分析
    2.1 青岛富水砂层分布特征
    2.2 青岛富水砂层土体室内试验
    2.3 国内主要城区富水砂土物理力学性质对比分析
    2.4 青岛地铁隧道富水砂层工程特性
        2.4.1 工程地质条件
        2.4.2 水文地质条件
    2.5 本章小结
3 青岛富水砂层隧道变形机理
    3.1 青岛富水砂层隧道塌方案例分析
    3.2 青岛富水砂层隧道保河区间地质条件分析
        3.2.1 工程概况
        3.2.2 工程地质
        3.2.3 水文地质
    3.3 静水压力作用下青岛富水砂层隧道变形数值模拟分析
        3.3.1 工程地质模型的建立
        3.3.2 隧道开挖变形分析
    3.4 青岛富水砂层隧道稳定性分析
        3.4.1 收敛变形分析法
        3.4.2 应力状态分析法
        3.4.3 掌子面挤出量与约束力关系判别法
    3.5 地下水对隧道围岩破坏机制分析
        3.5.1 理论分析
        3.5.2 模型实验
        3.5.3 数值分析
    3.6 本章小结
4 富水砂层隧道变形控制对策
    4.1 青岛富水砂层隧道变形控制对策的理论分析
        4.1.1 新意法隧道开挖变形机理与控制方法
        4.1.2 新意法在青岛富水砂层段隧道的应用
    4.2 青岛富水砂层隧道新意法施工的数值模拟分析
        4.2.1 水平旋喷桩和全断面注浆对地层的影响
        4.2.2 预加固对开挖面变形控制效果
        4.2.3 预加固对地表变形的控制作用
    4.3 青岛富水砂层隧道新意法施工的物理模拟分析
        4.3.1 实验内容与目的
        4.3.2 实验方案设计
        4.3.3 实验步骤
        4.3.4 实验现象分析
        4.3.5 实验数据分析
    4.4 本章小结
5 青岛富水砂层隧道施工控制技术及控制效果
    5.1 新意法施工控制技术
        5.1.1 水平旋喷注浆技术
        5.1.2 全断面深孔注浆技术
    5.2 新意法控制效果分析
        5.2.1 旋喷桩抗压强度测试
        5.2.2 深孔注浆加固效果测试
        5.2.3 跟踪监测数据分析
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(8)预加固对软弱围岩隧道掌子面稳定性的影响研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 有关掌子面稳定性的研究
        1.2.2 掌子面失稳的形式及其特点
        1.2.3 掌子面失稳的机制
        1.2.4 隧道预加固措施的研究
    1.3 本文的研究内容和方法
        1.3.1 本文的主要研究内容
        1.3.2 本文的主要研究方法
2 软岩隧道掌子面失稳机理与预支护原理
    2.1 隧道掌子面失稳的工程实例及分析
    2.2 掌子面失稳的力学机理
    2.3 影响掌子面稳定的主要因素
    2.4 预支护基本原理
3 新意法预支护对掌子面的影响研究
    3.1 新意法概述
        3.1.1 新意法基本术语
        3.1.2 新意法的定义
    3.2 新意法与其它隧道设计施工方法的区别
        3.2.1 新意法与矿山法以及新奥法比较
        3.2.2 新意法的优点
    3.3 水平旋喷桩
        3.3.1 水平旋喷桩加固原理
        3.3.2 水平旋喷桩施作空间要求
        3.3.3 旋喷桩施工设备
    3.4 新意法与CRD法基于掌子面稳定性的数值模拟分析
        3.4.1 MIDAS-GTS简介
        3.4.2 桃树坪隧道工程概况
        3.4.3 新意法和CRD法隧道开挖数值模拟分析对比
        3.4.4 模型计算及结果分析
        3.4.6 初期支护受力分析
    3.5 开挖步距对隧道变形的影响
        3.5.1 概述
        3.5.2 模型计算及结果分析
    3.6 隧道预收敛和掌子面挤出变形的关系
    3.7 本章小结
4 玻纤锚杆注浆预加固对掌子面稳定性的影响分析
    4.1 研究背景
    4.2 采用易切削玻璃纤维锚杆进行预加固的原因
    4.3 隧道全断面预加固技术的基本应用原理
    4.4 加固前后围岩物理及力学参数量化
    4.5 玻纤锚杆预加固效果与其他工法的对比
        4.5.1 计算模型
        4.5.2 模型分析
        4.5.3 小结
    4.6 玻纤锚杆参数变化对加固效果的影响
        4.6.1 密度变化对预加固效果的影响
        4.6.2 长度变化对预加固效果的影响
        4.6.3 玻纤锚杆规格变化对预加固效果的影响
    4.7 玻纤锚杆各参数的敏感性分析
        4.7.1 试验方案和模拟计算
        4.7.2 结果分析
    4.8 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(9)水平旋喷桩成拱预加固隧洞开挖施工数值分析(论文提纲范文)

1 模拟施工方案的确定
2 施工方案的数值模拟
    2.1 数值计算模型
    2.2 边界条件
3 计算结果分析
    3.1 位移分析
        (1)旋喷桩拱壳水平位移分析
        (2)旋喷桩拱壳竖向位移分析
        (3)围岩位移分析
    3.2 应力分析
        (1)旋喷桩拱壳应力分析
        (2)围岩应力分析
4 施工建议

(10)隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究(论文提纲范文)

致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 软弱围岩的含义及力学特性
        1.2.2 隧道围岩变形机理
        1.2.3 软弱围岩隧道支护作用理论
        1.2.4 隧道软弱围岩变形控制技术
        1.2.5 隧道软弱围岩变形及控制措施的工程实例
    1.3 研究中存在的主要问题
    1.4 论文主要研究内容
    1.5 论文研究的总体目标
    1.6 论文研究方法与技术路线
2 软弱围岩地质特征与工程影响评价
    2.1 软弱围岩的含义
    2.2 软弱围岩的地质特征和力学特征
        2.2.1 地质特征
        2.2.2 变形特征
        2.2.3 强度特征
    2.3 软弱围岩分类与分级
        2.3.1 软岩地质分级
        2.3.2 软岩工程分类
        2.3.3 软弱围岩的工程影响评价
        2.3.4 铁路隧道软弱围岩分级
    2.4 本章小结
3 隧道软弱围岩变形机制与变形规律研究
    3.1 隧道围岩变形机制
        3.1.1 隧道围岩材料变形及其本构关系
        3.1.2 隧道围岩结构变形及其本构关系
    3.2 隧道围岩的变形规律
        3.2.1 隧道围岩变形的监控量测
        3.2.2 隧道围岩变形的数值模拟
        3.2.3 隧道围岩变形的分布规律
    3.3 隧道断面尺寸对围岩变形的影响及断面等级划分
        3.3.1 隧道断面尺寸对围岩变形的影响
        3.3.2 隧道断面等级和跨度等级划分
    3.4 隧道软弱围岩变形规律及其数值模拟分析
        3.4.1 隧道软弱围岩变形规律
        3.4.2 隧道软弱围岩变形规律的数值模拟
    3.5 本章小结
4 软弱围岩隧道支护结构与围岩作用体系研究
    4.1 软弱围岩隧道支护与围岩作用关系
        4.1.1 隧道结构体系
        4.1.2 软弱围岩隧道支护与围岩作用原理
        4.1.3 软弱围岩隧道支护结构设计理念
    4.2 软弱围岩隧道支护结构的力学评价
        4.2.1 超前支护的力学特性
        4.2.2 初期支护的力学特性
        4.2.3 次衬砌的力学特性
        4.2.4 软弱围岩隧道支护结构的基本要求
    4.3 隧道支护结构与围岩作用模型
        4.3.1 计算基本假定
        4.3.2 围岩应力释放与计算阶段
        4.3.3 模型弹塑性基本方程
        4.3.4 模型求解
        4.3.5 围岩塑性区半径的确定
        4.3.6 界面接触应力确定
        4.3.7 铁路隧道软弱围岩弹塑性计算与分析
    4.4 本章小结
5 隧道软弱围岩变形控制技术研究
    5.1 隧道软弱围岩变形控制原则
    5.2 隧道软弱围岩变形控制原理
        5.2.1 隧道软弱围岩变形控制理念
        5.2.2 隧道软弱围岩变形预测
        5.2.3 隧道软弱围岩变形控制基准
        5.2.4 隧道软弱围岩变形控制对策
    5.3 隧道软弱围岩变形控制方法
        5.3.1 控制掌子面前方变形的方法
        5.3.2 控制掌子面挤出变形的方法
        5.3.3 控制掌子面后方变形的方法
        5.3.4 其它辅助工法
        5.3.5 不同施工方法控制效果的模型试验研究
    5.4 软弱围岩隧道支护结构设计
        5.4.1 设计原则
        5.4.2 设计流程
        5.4.3 设计参数
    5.5 本章小结
6 隧道软弱围岩变形控制的工程实践
    6.1 掌子面前方围岩变形控制实践
        6.1.1 工程背景
        6.1.2 围岩变形破坏特点
        6.1.3 围岩变形预测
        6.1.4 变形控制对策
        6.1.5 控制效果分析
    6.2 掌子面后方围岩变形控制实践
        6.2.1 工程背景
        6.2.2 围岩变形破坏特点
        6.2.3 围岩变形预测
        6.2.4 变形控制对策
        6.2.5 控制效果分析
    6.3 本章小结
7 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 主要创新点
    7.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

四、隧道支护新技术——水平旋喷成拱法(论文参考文献)

  • [1]干燥粉细砂隧道超前预加固方案优化研究[J]. 张亮. 国防交通工程与技术, 2021(06)
  • [2]基于地表竖直旋喷桩加固条件下的浅埋风积沙隧道支护结构受力性状研究[D]. 樊康佳. 长安大学, 2017(02)
  • [3]基于岩土控制变形分析法的软弱围岩隧道开挖变形控制技术[D]. 毛燕飞. 长安大学, 2015(01)
  • [4]浅覆软弱围岩隧道超前预支护作用机理及工程应用研究[D]. 石钰锋. 中南大学, 2014(12)
  • [5]软弱围岩与预筑拱支护相互作用机理研究[D]. 杜林林. 北京交通大学, 2014(03)
  • [6]风积沙围岩隧道施工新技术研究[J]. 王朝杰. 交通标准化, 2014(04)
  • [7]青岛富水砂层隧道变形机理及其控制对策研究[D]. 张瑾. 中国矿业大学(北京), 2013(05)
  • [8]预加固对软弱围岩隧道掌子面稳定性的影响研究[D]. 刘卫. 北京交通大学, 2013(S2)
  • [9]水平旋喷桩成拱预加固隧洞开挖施工数值分析[J]. 王亮. 重庆文理学院学报, 2013(03)
  • [10]隧道软弱围岩变形机制与控制技术研究[D]. 赵勇. 北京交通大学, 2012(10)

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隧道支护新技术——水平旋转射流成拱法
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