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在隧道建设中隧道围岩分级是工程中应用最多、最广泛,最简便实用的经验模型:围岩分级是进行设计和施工的依据,同时关系到工程安全和投资;目前工程设计中所采用的围岩分级是在隧道勘查阶段通过初期打钻和物探得到的粗略的围岩分级。在隧道建设过程中这种通过打钻得到的围岩分级往往与现场隧道围岩有很大的出入.因此正是由于“一孔之见”的围岩分级具有很高的不可靠性,才需要我们在隧道建设现场对隧道围岩进行实时分级,并将准确的围岩分级结果反馈给设计和施工单位,对隧道的支护设计进行优化设计.由于隧道建设的连贯性和工期的要求。这就需要在不影响隧道施工的情况下,快速对围岩进行准确的分级。因此通过改良现有的围岩分级方法,进行快速准确的围岩分级尤其重要。
隧道塌方是隧道施工中的常见灾害。虽然在很多大型工程中塌方通常被认为是偶然的工程事故,但是一旦塌方发生不仅给隧道施工带来巨大困难,而且致使机毁人亡,延误工期,环境灾难,耗费资金等等.在理论和实践中总结出一套塌方发生机理和怎么样治理塌方是一件比较困难但十分重要的事情。本论文就近年来承德地区发生的隧道塌方进行总结,分析出承德地区发生隧道塌方的主要发生机理,并针对每种塌方形态总结出工程相应的治理措施。为承德目前再建的和将要建设的隧道提供一定的参考资料.
本论文正是在承德地区隧道建设中最重要的围岩分级、围岩支护两个大的课题背景下,通过论述分析解决这两大课题中四个方面的问题
1)隧道现场掌子面回弹硬度与岩石单轴抗压强度的关系
在隧道掌子面进行现场壁面回弹强度实验,然后对现场所采集的岩石试样进行回弹试验,测得每一块试样的平均回弹强度。最后将现场所采取的岩样进行点荷载试验,通过试验整理出掌子面岩样的单轴抗压强度。研究掌子面岩石回弹硬度与岩石单轴抗压强度的关系。
2)国内公路隧道分级标准中[BQ]值与Q系统中Q值的关系
通过隧道围岩的现场调查,获取掌子面岩体岩性、岩石强度、风化特征、岩体结构、节理裂隙情况、地下水情况等信息。同时按国内公路隧道围岩分级方法和Q体系分级方法,分别对同一掌子面进行分级.最后通过上述工作分析国内围岩分级[BQ]值与Q系统中的Q值的关系。
3)承德地区隧道塌方机理及其相应的治理方法
首先对承德地区己建和在建的数条隧道所出现过的塌方特征和塌方原因进行整理总结,找出每种隧道塌方的产生机理,然后总结在发生这些隧道破塌方时的治理方法。
4)数值模拟隧道格栅钢架的特性
利用ADINA建立格栅钢架三位模型,并模拟格栅钢架本身受力时候的力学性质,然后利用FLAC3D模拟格栅钢架在隧道开挖过程中对隧道的支护作用。总结隧道中格栅钢架对围岩具有怎样的支护作用。