海底隧道合理頂板厚度的研究.pdf

1、海底隧道的巖石頂板厚度，對(duì)修建隧道的安全和費(fèi)用起著重要的作用。合理巖石頂板厚度的確定是海底隧道修建中一項(xiàng)重要的研究課題,具有重要的理論和實(shí)踐意義。本文選取膠州灣海底隧道LK5+650斷面為研究對(duì)象，對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行研究。
　?。?）巖石力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明：研究斷面的基巖為堅(jiān)硬巖石，并且得到了基巖的巖石物理力學(xué)參數(shù)。
　?。?）廣泛收集和分析國(guó)內(nèi)外海底隧道相關(guān)資料，總結(jié)出了確定巖石頂板厚度的經(jīng)驗(yàn)方法：挪威經(jīng)驗(yàn)法、日本最小用水量法、

2、國(guó)內(nèi)頂水采煤經(jīng)驗(yàn)公式。通過(guò)工程類(lèi)比分析，初步確定膠州灣海底隧道LK5+650斷面的頂板厚度范圍為28m~36.5m。
　?。?）在2種邊界條件和11種不同的頂板厚度的工況下，運(yùn)用FLAC3D軟件對(duì)隧道進(jìn)行涌水量分析。不透水邊界計(jì)算出的滲流量偏小，透水邊界計(jì)算出的滲流量偏大，將二者進(jìn)行加權(quán)平均取值。結(jié)果表明：隧道涌水量大小與巖石頂板厚大致呈拋物線關(guān)系，涌水量存在一個(gè)最小值。最小涌水量所對(duì)應(yīng)的巖石頂板厚度34m，結(jié)合工程類(lèi)比法，巖石頂

3、板厚度的取值范圍為34m~36.5m。
　　（4）取10種不同的頂板厚度，運(yùn)用FLAC3D軟件圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果表明：如果圍巖穩(wěn)定性判據(jù)選用主應(yīng)力擾動(dòng)范圍，則各種工況條件下都能滿(mǎn)足要求。以相鄰2種工況同一位置的位移收斂和變化作為判據(jù)，分析表明巖石頂板厚度為34m是合理的。
　?。?）在頂板厚度取34m的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行流-固耦合分析。結(jié)果表明：考慮滲流作用時(shí)，圍巖的位移、主應(yīng)力大小以及分布范圍都有所增大，但是幅