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第1章 绪论1

1.1 国内外软弱围岩工程特性研究现状1

1.1.1 软弱围岩地下工程建设中的主要问题2

1.1.2 国内外软弱围岩隧洞建设概况3

1.1.3 国内外软弱围岩隧洞工程研究综述5

1.2 工程条件与立项目标6

1.2.1 工程概况6

1.2.2 立项目的意义6

1.2.3 项目目标7

1.3 研究内容7

1.3.1 原位监测与试验8

1.3.2 隧洞结构计算分析研究9

1.4 项目开展情况10

1.4.1 工程基本资料分析和现场调查10

1.4.2 试验研究工程的特点与实施条件11

1.4.3 试验研究工程的监测条件11

第2章 隧洞原位监测及成果分析13

2.1 隧洞原位监测设计13

2.1.1 隧洞原位监测项目14

2.1.2 原位监测布置14

2.1.3 实施技术方案和技术程序18

2.1.4 作业组成方式19

2.1.5 试验研究技术规程21

2.2 监测仪器安装埋设22

2.2.1 钻孔与回填22

2.2.2 监测仪器设备检验与率定23

2.2.3 仪器设备安装埋设27

2.2.4 施工期观测30

2.3 监测资料整理分析30

2.3.1 监测资料整理过程与要求30

2.3.2 原始数据检验和处理32

2.3.3 物理量计算36

2.3.4 编制曲线图37

2.3.5 初步分析和异常值判识38

2.4 试验研究完成的工程量38

2.5 监测成果分析39

2.5.1 隧洞顶拱下沉状态40

2.5.2 隧洞围岩净空收敛变形状态42

2.5.3 隧洞围岩内部变形状态44

2.5.4 隧洞围岩内部锚杆应力状态46

2.5.5 隧洞围岩变形压力状态47

2.5.6 隧洞围岩松动范围48

2.5.7 格栅拱架钢筋应力状态52

2.5.8 衬砌混凝土应变变化状态53

2.5.9 衬砌钢筋应力变化状态56

2.5.10 地下水渗透压力变化58

第3章 隧洞监测成果反分析60

3.1 茜坑隧洞反分析的工程要求和资料准备60

3.1.1 地下洞室反分析的目的意义60

3.1.2 茜坑隧洞反分析的物理力学模式60

3.1.3 茜坑隧洞反分析计算程序和数据准备61

3.2 茜坑隧洞位移反分析的原理和方法62

3.2.1 隧洞黏弹性位移反分析的原理和方法62

3.2.2 洞室“台阶式”错动开挖的有限元位移反分析63

3.2.3 一次支护对围岩参数的反分析成果影响的研究65

3.2.4 洞室收敛变形和绝对位移的回归拟合66

3.3 茜坑隧洞位移反分析计算67

3.3.1 有限元网格剖分67

3.3.2 位移观测数据准备67

3.3.3 位移反分析计算68

3.3.4 茜坑隧洞反分析成果71

3.3.5 茜坑隧洞反分析成果分析73

第4章 隧洞围岩稳定性分析76

4.1 围岩稳定性地质因素分析76

4.1.1 围岩介质特性分析77

4.1.2 围岩结构分析77

4.1.3 隧洞围岩应力分析81

4.2 隧洞围岩变形规律分析83

4.2.1 围岩内空变形规律84

4.2.2 围岩内部变形规律85

4.2.3 围岩的变形状态类型88

4.3 围岩稳定性评价90

4.3.1 呈稳定变形状态的围岩91

4.3.2 等速变形状态的围岩91

4.3.3 超限变形的围岩91

4.3.4 变形超限内部有明显潜在差动位移带的围岩92

第5章 支护与衬砌结构可靠性分析94

5.1 茜坑隧洞的支护与衬砌结构94

5.1.1 一次支护结构94

5.1.2 混凝土衬砌结构96

5.2 支护与衬砌结构的有效性分析97

5.2.1 加固结构有效性分析的内容与标准97

5.2.2 锚杆工程合理性分析99

5.2.3 锚杆工作状态分析100

5.2.4 锚杆有效性综合分析105

5.2.5 钢拱架工程合理性分析106

5.2.6 钢筋混凝土衬砌工程合理性分析108

5.3 基于可靠性的隧洞设计、施工原则与优化110

5.3.1 软弱围岩隧洞设计原则110

5.3.2 软弱围岩隧洞施工原则111

5.3.3 隧洞设计与施工优化研究113

第6章 结论与建议120

参考文献126