兴源隧道软岩大变形控制技术及施工方法研究

1 引言
1．1 背景及研究意义
1．2 国内外研究现状
1．2．1 软岩大变形机理的研究现状
1．2．2 变形控制措施的研究现状
1．2．3 极限位移与变形控制基准的研究现状
2 兴源隧道位移反分析
2．1 位移反分析国内外研究现状
2．2 喷锚支护提供的最大支护抗力
2．2．1 剪切滑移体的形成
2．2．2 喷锚支护所提供的最大抗力的计算
2．2．3 非圆形隧道的处理
2．3 兴源隧道位移反分析
2．3．1 位移反分析原理
2．3．2 兴源隧道位移反分析
2．4 小结
3 兴源隧道施工监控量测与分析
3．1 兴源隧道工程概况
3．1．1 工程地质
3．1．2 水文地质
3．2 试验方案及测试项目
3．2．1 支护参数
3．2．2 施工方法及工序
3．2．3 测试项目及方案
3．3 进口段DK409+710断面监控量测分析
3．3．1 变形监测分析
3．3．2 围岩压力监测分析
3．3．3 钢架应力监测分析
3．3．4 二次衬砌接触压力监测分析
3．4 进口段DK409+720断面监控量测分析
3．4．1 变形监测分析
3．4．2 围岩压力监测分析
3．4．3 钢架应力监测分析
3．4．4 二次衬砌接触压力监测分析
3．5 斜井正洞段DK411+282断面监控量测分析
3．5．1 变形监测分析
3．5．2 围岩压力监测分析
3．5．3 钢架应力监测分析
3．5．4 二次衬砌接触压力监测分析
3．6 斜井正洞段DK411+413．8断面监控量测分析
3．6．1 变形监测分析
3．6．2 围岩压力监测分析
3．6．3 钢架应力监测分析
3．7 出口段DK411+920断面监控量测分析
3．7．1 变形监测分析
3．7．2 围岩压力监测分析
3．7．3 钢架应力监测分析
3．7．4 二次衬砌接触压力监测分析
3．8 出口段DK411+968．8断面监控量测分析
3．8．1 变形监测分析
3．8．2 围岩压力监测分析
3．8．3 钢架应力监测分析
3．8．4 二次衬砌接触压力监测分析
3．9 小结
4 兴源隧道塑性圈影响半径、初期支护承载力和开挖后变形计算
4．1 塑性圈影响半径计算
4．1．1 卡斯特奈塑性圈影响半径计算
4．1．2 芬纳塑性圈影响半径计算
4．1．3 塑性圈影响半径分析结论
4．2 初期支护承载力计算
4．3 隧道变形计算及变形分级
4．3．1 隧道弹黏性计算模型
4．3．2 隧道弹性计算模型
4．3．3 计算参数确定
4．3．4 隧道围岩变形计算与分析
4．3．5 变形分级
4．4 小结
5 兴源隧道大变形段支护参数优化分析
5．1 计算模型与计算参数
5．1．1 计算模型的假定
5．1．2 计算参数
5．1．3 计算简图
5．1．4 边界条件
5．1．5 支护结构的数值实现方法
5．2 锁脚锚管不同长度对比分析
5．2．1 位移
5．2．2 锚管轴向应力
5．2．3 一层钢拱架（Ⅰ22b）应力
5．2．4 二层钢拱架（Ⅰ18）应力
5．2．5 一层喷射混凝土应力
5．2．6 塑性区
5．3 不同锁脚锚管下斜角度对比分析
5．3．1 位移
5．3．2 锚管轴向应力
5．3．3 钢拱架应力
5．3．4 喷射混凝土应力
5．3．5 塑性区
5．4 锁脚锚管不同直径对比分析
5．4．1 位移
5．4．2 锚管轴向应力
5．4．3 钢拱架应力
5．4．4 喷射混凝土应力
5．4．5 塑性区
5．5 钢拱架不同间距对比分析
5．5．1 位移
5．5．2 锚管轴向应力
5．5．3 钢拱架应力
5．5．4 喷射混凝土应力
5．5．5 塑性区
5．6 基于荷载-结构模型二次衬砌的不同厚度对比分析
5．6．1 计算模型
5．6．2 计算结果与分析
5．7 小结
6 兴源隧道大变形围岩段变形控制措施研究
6．1 支护参数和施工方法
6．2 材料参数及有限元模型
6．3 三台阶七部开挖法不同台阶高度对比分析
6．3．1 围岩变形及塑性区分布
6．3．2 喷射混凝土应力分析
6．3．3 锁脚锚管应力分析
6．4 三台阶七部开挖法不同台阶长度对比分析
6．4．1 围岩变形及塑性区分布
6．4．2 喷射混凝土应力分析
6．4．3 钢拱架应力分析
6．4．4 锁脚锚管应力分析
6．5 三台阶七部开挖法不同开挖进尺对比分析
6．5．1 围岩变形及塑性区分布
6．5．2 喷射混凝土应力分析
6．5．3 钢拱架应力分析
6．5．4 锁脚锚管应力分析
6．6 三台阶七部开挖法不同锁脚锚管长度对比分析
6．6．1 围岩变形及塑性区分布
6．6．2 喷射混凝土应力分析
6．6．3 锁脚锚管应力分析
6．7 三台阶七部开挖法不同锁脚锚管角度对比分析
6．7．1 围岩变形及塑性区分布
6．7．2 喷射混凝土应力分析
6．7．3 锁脚锚管应力分析
6．8 不同锁脚锚管直径及组合对比分析
6．8．1 围岩变形及塑性区分布
6．8．2 喷射混凝土应力分析
6．8．3 锁脚锚管应力分析
6．9 三台阶七部开挖法不同纵向连接对比分析
6．9．1 围岩纵向位移分析
6．9．2 纵向连接轴向应力分析
6．10 二次衬砌施作时机的黏弹塑性有限元模拟分析
6．10．1 围岩的黏弹塑性特性
6．10．2 黏弹塑性有限元模拟分析
6．11 小结
7 极限位移及变形控制基准
7．1 基于突变理论的极限位移研究
7．1．1 突变理论及突变模型
7．1．2 极限状态的塑性应变突变判别准则
7．1．3 突变理论在兴源隧道中的实际应用
7．2 兴源隧道变形控制基准建立
7．2．1 隧道稳定性极限位移判别准则
7．2．2 兴源隧道变形控制基准的建立
7．3 小结
8 兴源隧道大变形机理分析
8．1 大变形的定义及类型
8．2 隧道围岩大变形破坏的影响因素
8．2．1 岩体特性对围岩大变形的影响
8．2．2 地下水条件对围岩变形的影响
8．2．3 地应力场及支护强度对围岩变形的影响
8．2．4 施工方法对围岩变形的影响
8．3 围岩的黏弹塑性分析
8．4 围岩的大变形机理分析
8．5 小结
9 兴源隧道软岩大变形施工技术
9．1 施工方法
9．1．1 超前地质预报
9．1．2 开挖技术
9．1．3 超前支护
9．1．4 钢架架立
9．1．5 锁脚锚管/系统锚杆
9．1．6 注浆施工
9．1．7 衬砌施工
9．2 施工取得的效果
10 结论及展望
10．1 结论
10．2 展望
参考文献