【摘 要】
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本论文以青岛某标段地铁隧道为研究对象,运用数值模拟的方法研究了扁平率和上台阶两步法施工方式对隧道围岩稳定性的影响规律,在此基础上建立起了隧道围岩稳定性评价指标体系和风险评价方法,并对风险性进行分级。通过本文的研究,主要得出了以下结论:(1)扁平率对地表沉降、拱顶沉降的影响较大,其次是底部隆起,对两帮收敛的影响较小。对地表沉降的影响主要集中在沉降槽宽度系数以内。(2)随着扁平率的减小,拱顶上方出现了
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本论文以青岛某标段地铁隧道为研究对象,运用数值模拟的方法研究了扁平率和上台阶两步法施工方式对隧道围岩稳定性的影响规律,在此基础上建立起了隧道围岩稳定性评价指标体系和风险评价方法,并对风险性进行分级。通过本文的研究,主要得出了以下结论:(1)扁平率对地表沉降、拱顶沉降的影响较大,其次是底部隆起,对两帮收敛的影响较小。对地表沉降的影响主要集中在沉降槽宽度系数以内。(2)随着扁平率的减小,拱顶上方出现了应力集中的现象。同时,随着扁平率的增加,塑性区范围不断扩大。掌子面前方的塑性区与隧道径向上的塑性区不相交。(3)当采用上台阶两部法施工时,地表沉降受上台阶开挖分部大小、下台阶开挖顺序和临时支护曲率的影响。随着侧洞面积的增大,地表最大沉降值和沉降槽中心位置均发生变化。临时支护曲率对地表最大沉降影响较大,对沉降槽宽度影响较小。随着支护曲率的变化,隧道周边最大主应力存在一个交点,最小主应力存在两个交点,在交点两侧支护曲率对应力的影响显示出不同的影响规律。(4)当采用上台阶两部法施工时,隧道周边主应力的释放程度从两帮向拱顶逐渐变大,并且最大主应力在分布形态上具有一定程度的对称性。随着开挖步的进行,主应力在临时支护端点处的应力集中现象先增大后减小,在临时支护拆除前达到最大。(5)提出了因素替换分析方法,确定了该方法下的围岩稳定性判据,建立了改进的围岩稳定性评价指标体系,提出了适用于隧道及地下工程的的风险评价方法。同时,建立了具体的评价程序、计算法则和分级标准,并且提出贴近度的推广概念,建立了不同方案的优劣判断标准。
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