隧道设计理论2

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,隧道设计理论,张学富,重庆交通大学土木建筑学院,隧道的形成与所处的环境,对隧道结构理论认识过程,隧道结构理论基础的发展与现状,隧道设计理论的主要研究内容,隧道工程及设计理论的研究方法,隧道工程理论与实践中存在的若干问题,一、绪论,隧道的形成与所处的环境,早期隧道的形成（人类生活、战备、采矿等的需要）,现代隧道的形成（钻爆法、,TBM,法、盾构法等）,隧道所处环境与地面相比较差（施工条件、运营条件）,对隧道结构理论认识过程,与人类实践和科技进步密切相关：,（,1,）随着采矿业、战备、民用地下工程、交通、水电等工程发展得到认识；,（,2,）弹塑性力学、土力学、岩石力学、流变理论、有限元、计算机技术等。,断裂力学、损伤力学、灰色系统理论、神经网络模型、混沌理论,隧道结构理论基础的发展与现状,早期围岩压力理论（浅埋）认为：垂直应力是 ；而侧压系数有不同认识：,Haim,认为是,1,，,Rankine,认为是 ，,金尼克认为是散体压力理论 。,散体压力理论：随着埋置深度增加，认为作用在支护结构上的压力是围岩塌落拱内松动岩体重量：,太沙基认为塌落拱是矩形，,普氏认为是抛物线。,（,没有认识到自行稳定的围岩具有自承能力,）,支护与围岩共同作用理论（新奥法施工、支护结构的减少）,考虑围岩缺陷的计算理论（节理裂隙、软弱夹层、软土隧道与海底隧道）,考虑环境影响的计算理论（地下水渗流、化学侵蚀、抗震等）,近年国家自然科学基金有关这方面的部分研究题目：,隧道开挖全过程的动态可靠度研究（同济大学）,隧道与地下水相互作用的理论和应用（北方交大）,隧道及地下工程支护系统侵蚀的环境地球化学研究（长安大学）,软弱地层隧道盾构掘进施工土体变形的模糊逻辑控制（同济大学）,隧道喷混凝土衬砌可靠度分析的位移方法（北方交大）,强震区地铁车站的震害评价与抗震设计准则（北京工大）,地铁隧道施工对地表沉降及管线变形影响动态控制方法（北方交大）,大型地下工程的抗震性能及其对地表建筑物的影响（南京工大）,软土地铁振陷机理研究（同济大学）,长条形地下结构纵向剪切传递理论与应用研究（同济大学）,活断层破坏在土体中的传播模式及对地下管线、隧道影响（同济大学）,大型地下隧道群对沿线地震地面运动影响的研究（天津大学）,考虑地层多相性条件下结构地震反应机理研究（清华大学）,纳米复合材料在隧道与地下工程喷膜防水及工艺中应用（西南交大）,超深公路隧道围岩,-,支护系统稳定性研究（重庆大学）,地下施工结构考虑时变特征的动态可靠性分析（同济大学）,公路隧道突发火灾时交通仿真及路面防灾研究（同济大学）,隧道设计理论的主要研究内容,地层原岩应力状态及测试技术,隧道围岩的分类及其稳定性,各种围岩及洞形的围岩应力、变形及破坏规律,岩石和土体的力学性质及力学参数的测试与确定,隧道计算的力学模型和本构关系,围岩压力计算理论研究,支护结构应力及变形的现场测试、模型实验和理论研究,支护结构的设计和计算,隧道围岩破坏的防治和加固处理,隧道工程及设计理论的研究方法,地质研究,现场测试和室内模型试验,数学力学分析（理论研究）,综合探讨,隧道工程理论与实践中存在的若干问题,隧道围岩缺陷的探测和描述不清楚，施工阶段地质判释技术不完善,现有隧道理论计算结果与实际的差异较大，计算理论不完善,地质岩体性质的时间和空间变异性问题,地质结构与围岩类别的识别问题,隧道施工中控制超欠挖和开挖振动问题,隧道净空的合理布置与经济性问题,隧道内防水问题始终是薄弱环节,隧道通风与污染问题,隧道病害原因研究与处治问题,隧道建造与运营的环保及生态问题，目前意识薄弱,隧道路面的设计、施工、养护和维修问题（目前还没有规范）,