大華山隧道圍巖穩(wěn)定性及結構可靠度研究.pdf

1、隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略穩(wěn)步實施，我國交通基礎設施建設得到了高速發(fā)展，給公路建設帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。由于隧道工程具有獨特的優(yōu)勢，因而在公路工程中被廣泛的應用，并且取得了良好的社會經濟效益。但是由于隧道支護結構通常所處的地質環(huán)境條件一般都比較復雜，圍巖力學參數(shù)指標、計算模式、荷載和結構抵抗能力等比較難確定，使得目前采用傳統(tǒng)的隧道支護結構的設計方法難以同時兼顧斷面形式的經濟合理性和支護結構的穩(wěn)定性，具有一定的盲目性。因此，用結構可靠度理論

2、來研究分析隧道支護結構的穩(wěn)定可靠性，使隧道設計更加合理、科學，減少運營期間隧道的安全隱患，具有十分重要的實踐和理論意義。
　　本文在大量閱讀和參考國內外相關文獻的基礎上，依托國家高速公路網(wǎng)鄖縣至十堰高速公路大華山隧道，通過對隧道區(qū)工程地質條件的研究，結合現(xiàn)場對圍巖拱頂下沉和洞周收斂變形的監(jiān)測，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理分析，利用FLAC3D建立隧道模型，對大華山隧道施工開挖過程中圍巖應力應變特征進行分析，為施工中采用合理的支護提供依據(jù)。

3、同時，建立功能函數(shù)及各參變量分布形態(tài)，采用蒙特卡羅法對大華山隧道支護結構進行可靠度研究。本文的主要內容和取得成果如下：
　?。?）深入研究了隧道開挖過程中力學特性，分析了圍巖應力、應變的變化過程，從地質因素、工程因素兩大方面分析了影響大華山隧道圍巖穩(wěn)定性的不利因素，得出地下水、時間因素對大華山圍巖穩(wěn)定性影響比較大。
　?。?）分析了隧道支護結構失穩(wěn)破壞的原因和收斂比、變形速率比值、容許極限位移和變形速率與加速度等四種常用失穩(wěn)

4、判據(jù)，在此基礎上通過對大華山隧道Ⅳ級與Ⅲ級圍巖的相交圍巖段的圍巖變形監(jiān)測數(shù)據(jù)進行回歸分析，得出此段圍巖變形趨于穩(wěn)定的時間節(jié)點為27天左右，為隧道二襯施作時間提供參考依據(jù)。
　　（3）采用FLAC3D軟件對大華山隧道施工過程進行了數(shù)值模擬，對開挖過程中隧道的應力、應變進行了分析，得出隧道位移變形量與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)基本一致。并找出隧道拱腰（上下臺階開挖分界處）、拱頂和拱腳部位是圍巖穩(wěn)定性的薄弱部位，為隧道后續(xù)施工和監(jiān)測提供指導。