淺埋偏壓黃土連拱隧道施工力學效應研究.pdf

1、連拱隧道是一種較為新穎而結構特殊的隧道形式，由于具有地形條件限制小、線形順暢、引線占地少、跨度大、空間利用率高、結構整體性好以及綜合造價低等特點，和小凈距隧道一樣，是目前國內在特定條件下修建隧道的理想選擇之一。但也存在淺埋、偏壓、高跨比小、地質條件和結構受力復雜、施工工序偏多等問題，由于我國在淺埋偏壓黃土連拱隧道方面的工程經驗較少，加之黃土的特殊工程性質，對淺埋偏壓黃土連拱隧道的研究還處在初級階段，尤其對結構設計和施工過程中的力學行為和

2、規(guī)律尚缺乏系統(tǒng)和全面的認識，客觀上造成了淺埋偏壓黃土連拱隧道設計計算理論和施工方法的不成熟。隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施以及未來10年內國家“五縱七橫”國道主干線的貫通，越來越多的公路和鐵路隧道將穿越黃土地段，所以針對黃土的物理力學性質，聯(lián)系工程實際情況，進一步完善淺埋偏壓黃土連拱隧道的設計與施工將顯得十分重要。
　　 本文以國內首條黃土連拱隧道山西離石連拱隧道為研究對象，在對離石隧道Q2原狀黃土物理力學性質室內試驗的基礎上，采用數

3、值方法對淺埋偏壓黃土連拱隧道不同施工方法、施工中掌子面合理間距等問題進行了研究，得到以下主要結論：
　　 ①在對國內外連拱隧道設計和施工的研究資料進行收集整理的基礎上，對淺埋偏壓黃土連拱隧道設計及施工技術要點進行了總結，并對各項關鍵技術進行了分析。
　　 ②從山西離石連拱隧道隧址處取得Q2原狀黃土土樣，通過試驗測試獲得Q2原狀黃土的物理性質和力學性質，主要包括非飽和Q2原狀黃土物理性質試驗、三軸剪切試驗和等壓試驗。獲得了

4、Q2原狀黃土的剪應力q與剪應變εs的關系、體應變εv與剪應變εs的關系，進而擬合得到彈性常數、強度參數及峰值強度與殘余強度隨圍壓的變化規(guī)律等。從而為數值分析中圍巖本構模型及計算參數的選取提供了依據。
　　 ③采用數值分析軟件FLAC3D對離石黃土連拱隧道三導洞法及中導洞臺階法兩種施工方法進行數值模擬，并對比分析了不同施工方法對黃土連拱隧道圍巖及支護結構穩(wěn)定性的影響。從而得出對于離石淺埋偏壓黃土連拱隧道施工方法三導洞法要優(yōu)于中導洞