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硕士研究生学位论文开题报告
深埋小断面引水隧洞施工中围岩与支护结构稳定性研究
导师: xxx老师
报告人: xxx
学号: xxxxxx
专业: 土木工程
方向: 桥梁与隧道
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选题背景和意义
研究现状与发展趋势
研究内容简介




论文进度安排
报告内容
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浙江工业大学建筑工程学院硕士研究生学位论文开题报告
选题的背景和意义
近年来,随着城市化进程的加快,城市的规模越来越大,城市对水的需求量越来越多。然而我国水资源相对贫乏且分布很不均衡,有些城市的水资源不能满足用水的需求,为了解决这一问题,需要进行跨流域调水,而我国大部分地区的引水隧洞要穿越山岭重丘区,这些地区地形跌宕起伏,褶皱断层及围岩裂隙水极为发育,破碎地层、软弱围岩较为常见。有效地控制引水隧洞围岩过大的变形、及时地对隧道围岩及其支护结构的稳定性做出准确地评价,是经济合理地进行围岩支护加固设计、快速安全施工以及引水隧洞安全运营必不可少的条件。
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选题的背景和意义
合理的支护方案与参数对这些新兴施工技术的实现有着至关重要的作用。那么隧道围岩—支护结构稳定性分析就成了隧道施工中一项极为重要的研究内容。在新兴技术隧道施工过程中,如果选用的支护结构强度不够或者支护的时机不恰当,都将影响到隧道洞室的稳定性,造成安全事故,而如果支护结构强度富余量太多,则会使隧道造价过高,不符合隧洞的经济性。为了保证隧道在施工及建成运营中的安全性与经济性,有必要结合监控量测对隧道支护体系进行研究,从而对隧道支护的设计与施工提出合理化的建议,这在学术研究和实际应用中都有它的意义。
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研究现状与发展趋势
起始
第一阶段称为古典设计理论阶段或刚性结构阶段。19世纪20年代以前,地下支护结构以抗拉强度低、接缝多、截面大、受力后弹性变形小的拱形砖石材料砌筑结构为主。最先出现的计算理论是将地下支护结构视为由绝对刚体组成的三铰拱静定体系(铰的位置分别假定在墙底和拱顶),其内力可根据静力学原理进行计算,而作用在支护结构上的压力是其上覆盖的岩土体重力。
古典设计理论基于简单的假设,没有考虑围岩自身的承载力,其结果一般偏向于保守,支护厚度偏大较多,由于当时随道工程的埋深并不大,其计算结果得到了人们的认可。
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研究现状与发展趋势
发展
第二阶段是荷载结构理论或散体压力理论阶段。其认为隧道埋深较大时,作用在支护结构上的压力,不是全部的上覆岩层的重力,而只是围岩坍落拱范围内松动岩体的重力,在确定了塌落荷载后,通过假定抗力的形式考虑围岩与结构的相互作用,采用荷载—结构法计算结构内力。
散体压力理论没有认识到塌落的岩土体不是围岩压力的唯一来源,更没有认识到通过稳定围岩可以利用其自身承载能力。而该理论发展时间较长、经验较多且形式简单,易为工程设计人员掌握,因此目前我国在隧道工程结构计算中,采用较多的仍是以散体压力理论为基础的荷载—结构法。
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研究现状与发展趋势
现状
第三阶段是现代支护理论或共同作用理论,认为隧道开挖后因收敛变形而释放的围岩压力将由支护结构与围岩共同承受。支护结构一方面向围岩提供支护阻力,将围岩应力调整到新的平衡;另一方面因阻止了围岩变形而受到围岩的反作用力。这种反作用力不同于围岩松动压力,它是支护结构与围岩共同变形的过程中对支护结构施加的压力,称为变形压力。
基于共同作用理论与连续介质力学,国内外学者采用解析法和数值模拟法对隧道工程进行计算。解析计算非常困难,仅对圆形衬砌有较多的研究,得到了一些弹性、弹塑性、粘弹性解。而随着计算机技术的推广和岩土本构关系研究的进步,有限元边界元、离散元及有限差分法等数值解法迅速发展,使得连续介质力学越来越多应用到隧道工程中。
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研究内容简介
隧洞洞位于店子集镇工业园东北、何家庄村北;终点位于三庄镇西北,设计桩号22+368、省道335北的三庄河东岸,。隧洞洞底比降为1/2854,、96m。隧洞设计流量为10m3/s,采用无压过流,洞身为城门洞,×,。
浙江工业大学建筑工程学院硕士研究生