钻爆法施工的海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法

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交通运输

作者：李术才，徐帮树，蔚立元着
出版社：北京：科学出版社
出版年份：2013
ISBN：9787030388339
页数：308 页

图书介绍：与桥梁相比，由于海底隧道不受台风、浓雾、冰雹等恶劣天气影响可以全天候通行，抗震性能优越和抵御战争等诸多优点，已成为跨海峡海湾交通的首选方式。最小岩石覆盖厚度是海底隧道纵断面设计的主要参数，影响海底隧道造价和安全。本书是海底隧道最小岩石覆盖厚度科学研究的总结。首先，重点对国内外已建海底隧道建设现状统计分析、阐述了海底隧道最小岩石覆盖厚度影响因素及确定方法研究现状。其次，以青岛胶州湾海底隧道为背景，阐明了确定最小岩石覆盖厚度的综合分析方法。归纳总结了确定最小岩石覆盖厚度的工程类比方法，分析了各种方法的适用条件。重点介绍数值方法确定最小岩石覆盖厚度的判别准则，从弹塑性、断裂损伤、流固耦合、爆破地震、地震影响等方面对海底隧道覆盖岩层稳定性进行研究。上述方法体系成功应用于青岛胶州湾纵断面设计。再次，通过模型试验、现场反馈研究海底隧道覆盖岩层渗流流、应力场和位移场变化规律。查看图书目录点击购买PDF全本电子书上一篇：船舶钳工基本工艺下下一篇：前期策划及总承包管理 《钻爆法施工的海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法》目录 标签：岩石厚度隧道海底覆盖

第1章绪论1

1.1 海底隧道的优点3

1.2 海底隧道的特点3

1.3 海底隧道修建方法5

1.4 研究意义6

1.5 世界海底隧道修建现状8

1.6 中国海底隧道修建现状14

1.7 海底隧道主要设计参数统计18

1.8 本书主要内容22

第2章确定岩石覆盖厚度方法体系24

2.1 方法体系24

2.1.1 围岩稳定性分析岩石覆盖厚度25

2.1.2 岩石准三维断裂损伤分析岩石覆盖厚度25

2.1.3 海水渗流分析岩石覆盖厚度26

2.1.4 地震载荷分析岩石覆盖厚度27

2.1.5 爆破载荷分析岩石覆盖厚度27

2.2 青岛胶州湾海底隧道27

2.2.1 工程概况27

2.2.2 工程地质34

第3章工程类比法39

3.1 挪威经验法39

3.1.1 岩石覆盖厚度经济性比较41

3.1.2 世界主要海底隧道的最小岩石覆盖厚度比较42

3.1.3 与海水深度相关的经验曲线45

3.1.4 按纵波波速线性插值获得挪威经验建议值48

3.1.5 与基岩埋置深度相关的经验曲线50

3.1.6 挪威经验法小结52

3.2 日本最小涌水量法55

3.2.1 涌水量计算公式55

3.2.2 日本最小涌水量法应用61

3.3 国内顶水采煤法62

3.3.1 国内顶水采煤法概述62

3.3.2 国内顶水采煤法应用64

3.4 国内规范方法65

3.5 普氏压力拱理论方法67

3.6 工程类比法计算数值分析70

3.6.1 计算结果整理70

3.6.2 对比分析72

3.7 本章小结73

第4章数值计算法74

4.1 数值计算判别准则74

4.1.1 最小位移法判据74

4.1.2 弹塑性计算78

4.1.3 安全系数法判据85

4.1.4 RFPA计算分析85

4.2 断裂损伤计算106

4.2.1 概述106

4.2.2 断裂损伤有限元的基本原理107

4.2.3 岩石覆盖厚度的断裂损伤分析112

4.2.4 结论115

4.3 爆破振动响应分析117

4.3.1 钻爆法施工对隧道围岩的损伤分析117

4.3.2 主隧道的施工爆破设计124

4.3.3 解析法计算爆破振动对覆盖岩石的损伤范围126

4.3.4 数值方法计算周边眼爆破对海底隧道覆盖岩石的损伤范围130

4.4 地震振动响应分析135

4.4.1 概述135

4.4.2 地震动力学计算136

4.4.3 小结143

4.5 施工方法优化研究143

4.5.1 概述143

4.5.2 施工方法优化146

4.5.3 小结154

4.6 开挖效应的施工相互影响分析154

4.6.1 概述155

4.6.2 计算方案和参数156

4.6.3 计算结果分析及施工方案优选158

4.6.4 结论与建议164

4.7 爆破振动的施工相互影响研究164

4.7.1 研究现状164

4.7.2 计算方案和参数165

4.7.3 施工方案优选167

4.7.4 爆破振动效应分析170

4.7.5 结论与建议176

4.8 本章小结176

第5章考虑渗流影响的海底隧道围岩稳定性研究177

5.1 引言177

5.2 模型试验的必要性和理论基础178

5.2.1 地质力学模型试验及其研究历史178

5.2.2 海底隧道流固耦合模型试验的研究现状和必要性178

5.2.3 相似理论的基本定理180

5.2.4 应力场与渗流场共同作用下的相似理论181

5.3 试验设计183

5.3.1 选择原型183

5.3.2 不同覆盖层厚度的模拟185

5.3.3 不同海水深度的模拟186

5.4 海底隧道流固耦合模型试验186

5.4.1 试验架装置186

5.4.2 新型流固耦合相似材料的研制188

5.4.3 量测技术与方案194

5.4.4 试验实施过程196

5.5 基于FLAC3D的海底隧道流固耦合数值模拟199

5.5.1 FLAC3D流固耦合分析概述199

5.5.2 基本条件与计算方案201

5.6 结果分析203

5.6.1 试验结果与数值模拟结果对比验证204

5.6.2 方案1206

5.6.3 方案2215

5.7 本章小结217

第6章应用案例219

6.1 青岛胶州湾海底隧道219

6.1.1 各种方法确定的覆盖厚度220

6.1.2 垂直线路比较221

6.1.3 建议的岩石覆盖厚度222

6.1.4 按围岩级别分类给出的建议值226

6.1.5 建议拱顶高程与设计拱顶高程对比226

6.2 厦门翔安海底隧道227

6.2.1 工程概况227

6.2.2 确定最小岩石覆盖厚度232

6.3 舟山灌门水道海底隧道233

6.3.1 工程概况233

6.3.2 分析断面239

6.3.3 研究成果243

6.3.4 建议岩石覆盖厚度范围245

6.4 宁波象山港海底隧道245

6.4.1 工程概况245

6.4.2 工程类比确定小蔚庄线位的最小岩石覆盖厚度251

6.4.3 工程类比法确定后华山线位海底隧道最小岩石覆盖厚度253

6.5 本章小结255

第7章现场反馈分析257

7.1 施工监控量测258

7.2 隧道围岩岩体力学设计参数的建议值263

7.2.1 岩体单轴抗压强度263

7.2.2 岩体变形模量264

7.2.3 岩体内摩擦角264

7.2.4 岩体的凝聚力265

7.2.5 岩体的泊松比266

7.3 隧道施工全过程位移释放率及位移全过程曲线267

7.3.1 隧道施工全位移及全过程位移释放率267

7.3.2 数值模拟267

7.3.3 位移释放率建议值274

7.4 动态增量位移正算反演分析275

7.4.1 弹塑性动态增量位移反分析276

7.4.2 线弹性动态增量位移反演正算反分析278

7.4.3 计算参数反演280

7.5 围岩稳定性和支护强度验算282

7.5.1 简化的单元形式283

7.5.2 模型建立283

7.5.3 物理力学参数284

7.5.4 边界条件285

7.5.5 初始地应力计算285

7.5.6 支护设计285

7.5.7 开挖计算287

7.5.8 支护效果稳定性分析289

7.5.9 隧道支护结构受力289

7.5.10 隧道支护结构截面强度校核291

7.6 本章小结293

第8章总结与展望294

8.1 总结294

8.2 展望294

参考文献295

索引307

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摘要：本文以“钻爆法施工的海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法.pdf电子书版文档下载”为中心，详细阐述了钻爆法施工海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法的研究背景、方法、应用及发展趋势，为海底隧道施工提供了理论依据和实践指导。

1、研究背景

随着我国海洋经济的快速发展，海底隧道建设成为连接两岸的重要交通方式。钻爆法是海底隧道施工中常用的方法，但最小岩石覆盖厚度的确定对施工安全、质量和进度具有重要意义。本文旨在探讨钻爆法施工海底隧道最小岩石覆盖厚度的确定方法，为海底隧道施工提供理论支持。

海底隧道施工过程中，岩石覆盖厚度对施工安全、质量和进度具有重要影响。过薄的岩石覆盖厚度可能导致施工过程中出现坍塌、涌水等事故，影响施工进度和质量；而过厚的岩石覆盖厚度则会导致施工成本增加。因此，合理确定最小岩石覆盖厚度对于海底隧道施工具有重要意义。

目前，国内外学者对海底隧道最小岩石覆盖厚度的确定方法进行了广泛研究，但尚无统一的标准和规范。本文通过对钻爆法施工海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法的研究，旨在为海底隧道施工提供理论依据和实践指导。

2、确定方法

钻爆法施工海底隧道最小岩石覆盖厚度的确定方法主要包括以下三个方面：

（1）地质勘察：通过对地质勘察数据的分析，了解岩石的物理力学性质、岩体结构、地下水状况等，为确定最小岩石覆盖厚度提供依据。

（2）计算模型：根据地质勘察数据，建立计算模型，计算岩石覆盖厚度与施工安全、质量、进度等因素之间的关系。

（3）现场试验：通过现场试验，验证计算模型的有效性，并对最小岩石覆盖厚度进行修正。

3、应用实例

本文以某海底隧道工程为例，介绍了钻爆法施工海底隧道最小岩石覆盖厚度的确定方法在实际工程中的应用。通过地质勘察、计算模型和现场试验，确定了该海底隧道最小岩石覆盖厚度为5米，为工程提供了理论依据和实践指导。

在实际工程中，该确定方法取得了良好的效果，有效保障了施工安全、质量和进度。同时，该方法也为其他海底隧道工程提供了借鉴和参考。

此外，本文还分析了钻爆法施工海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法在实际应用中存在的问题，如地质勘察数据不足、计算模型精度不高等，并提出了解决方案。

4、发展趋势

随着我国海底隧道建设的不断推进，钻爆法施工海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法的研究将呈现以下发展趋势：

（1）地质勘察技术的进步：随着地质勘察技术的不断发展，地质勘察数据的准确性将得到提高，为确定最小岩石覆盖厚度提供更可靠的依据。

（2）计算模型的优化：通过引入新的计算模型和算法，提高计算模型的精度和可靠性。

（3）现场试验技术的创新：通过创新现场试验技术，提高试验数据的准确性和可靠性，为确定最小岩石覆盖厚度提供更可靠的依据。

总结：

本文通过对钻爆法施工海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法的研究，为海底隧道施工提供了理论依据和实践指导。随着我国海底隧道建设的不断推进，钻爆法施工海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法的研究将不断深入，为我国海底隧道建设提供有力支持。

本文的研究成果对于提高海底隧道施工安全、质量和进度具有重要意义，为我国海底隧道建设提供了有益借鉴。

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