基于多因素可拓物元法的隧道围岩分级及围岩稳定性分析

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当下,我国交通建设设施正在不断发展与壮大,在隧道、轻轨、高铁的建设上尤为突出。总的来说,在公路隧道的修建上呈现出:越修越多、越修越难、越修越长、越修越深的状况。因此公路隧道的设计跟施工要更精益求精,为更好的解决修建公路隧道所要遇到的问题,对开挖隧道围岩的级别以及围岩稳定性的分析就尤为重要。本文以云南西山营隧道项目为依托,应用围岩质量分级修正[BQ]法对围岩进行分级,结合改进层次分析法和可拓学评价相关理论对隧道的围岩进行分级,再将两种方法进行分析对比,得出修正[BQ]法这种理论方法进行围岩分级是否合理。应用赤平极射投影法对进出口隧道边坡稳定性进行评价。运用有限差分法FLAC3D软件对几种不同开挖进尺下的围岩进行数值模拟,分析当开挖进尺变化时,隧道拱顶位移情况,是否会出现塌方情况,再对不同开挖进尺下的隧道围岩进行支护数值模拟,分析得出开挖进尺与支护方式对围岩稳定性的影响。主要研究成果如下:(1)根据改进的BQ法围岩分级结果跟可拓物元围岩分级结果相比较除了第16、21、24、29、31段分级结果不一样,其余围岩分级结果都相同,但是第16、21、24、29、31段用可拓围岩分级结果所得的围岩等级分别是IV2、IV1、IV1、IV1、IV3,BQ法所得围岩的等级分别为V1、V2、V2、V1、V2,BQ法所得的围岩等级有向可拓物元所得围岩等级转换的可能。对比两种围岩分级的方法,可以得出两种方法的结果相同,验证了可拓物元法准确性跟合理性。(2)对西山营隧道进出口边坡的赤平投影图解,根据横断面分析进出口段边坡,岩层倾向对边坡稳定有利,节理裂隙发育,对边坡开挖有一定影响,切坡后可能发生岩石剥落、掉块、滑移等不良地质现象。隧道在进行施工之前要做好支护准备。(3)隧道进行开挖时两种开挖方式l=2m和l=4m,得出当一次全断面开挖距离为2米时比一次全断面开挖距离为4米,围岩稳定性更强,更适合本项目隧道围岩开挖施工,在进行施工开挖时可以作为理论依据。在喷混凝土进行衬砌的时候,混凝土衬砌的效果明显,适合本项目进行初期支护。在地下水丰富的情况下,隧道进行施工开挖时要及时进行支护处理。
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