岩土工程毕业论文范例6篇

更新时间:2023-03-19 12:02:22

岩土工程毕业论文

岩土工程毕业论文范文1

关键词:注册岩土工程师;勘查技术与工程;教学改革;工程实践

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)37-0046-02

从2002年起,针对从事岩土工程工作的专业技术人员,国家施行了注册岩土工程师执业资格制度。注册岩土工程师从事岩土工程工作即执业的前提是:不仅取得了《中华人民共和国注册岩土工程师执业资格证书》,而且还得拥有《中华人民共和国注册岩土工程师执业资格注册证书》。

一、注册岩土工程师资格考试分析

目前,我国的注册岩土工程师考试分两个阶段。首先进行基础考试,然后进行专业考试。基础考试合格,且符合工程实践的年限后,才能参加专业考试。

1.基础考试。基础考试考查的是考生的综合基础理论知识,考试时间为上午4小时、下午4小时,共180道选择题,总分240分。上午的考试主要考查考生对基础理论的掌握程度,有120道单选题,每题1分,涉及11门课程:数学基础24题,理论力学基础12题,物理基础12题,材料力学基础12题,化学基础10题,流体力学基础8题,电气技术基础12题,计算机基础10题,信号与信息基础6题,建筑经济8题,工程法律法规6题。下午的考试主要考查考生对地下工程相关专业知识的掌握程度,有60道单选题,每题2分,涉及8个课程:建筑材料7题,土木工程测量5题,职业法规4题,地下工程施工5题,结构力学及设计12题,岩体力学与土力学7题,工程地质10题,岩体工程与基础工程10题。

2.专业考试。专业考试分2天进行,分别为专业知识考试和案例分析考试,考试时间均为6小时,即上、下午各3小时。专业知识考试的上、下午试卷均由70道选择题组成,其中单选题、多选题的题目数分别为40道和30道,分值分别为40分和60分,试卷满分为200分;专业案例考试的上、下午试卷各由30道单项选择题组成,考生从上、下午试卷的30道试题中任选其中的25道题作答,每题2分,案例分析试卷满分为100分。专业知识试卷包含8个课程,分别为:岩土工程勘察,浅基础,深基础,地基处理,土工结构、边坡与地下工程,特殊条件下的岩土工程,地震工程,工程经济与管理;案例分析试卷包含7个课程,分别为:岩土工程勘察,浅基础,深基础,地基处理,土工结构、边坡与地下工程,特殊条件下的岩土工程,地震工程。注册岩土工程师专业考试为非滚动管理考试,属于开卷考试,考试时考生可以携带工程规范、教程等工具书进入考场。

二、现行培养模式存在的问题

目前,参加注册岩土工程师考试的考生主要有两个来源,一是土木工程专业的毕业生,二是勘察、地质类专业的毕业生,其中以后者为主。在这种情况下,从人才培养前景出发,把注册岩土工程师考试作为导向,改革勘查技术与工程专业的培养模式是必要的。

1.在现有的专业培养模式下,课程设置不够全面,学生学到的专业知识有限,达不到注册岩土工程师要求的知识面的宽度,造成学生的地质课程有所欠缺。

2.在现有培养模式下,学生的工程意识不强,实践动手能力偏弱,对毕业后从事岩土工程工作,快速适应注册执业制度非常不利。产生这种问题的根本原因是:学生课程实习、毕业实习的时间有限,实习安排不太合理,过程也不规范,造成实习效果不好,不能将专业理论与实际工程很好的结合起来。

三、专业教学改革措施

1.调整专业培养方案。针对注册岩土工程师考试要求的科目,调整勘查技术与工程专业的人才培养方案。首先,要加强专业基础知识的培养,不仅要设置充足的地质学系列课程,让学生系统掌握充足的地质知识,同时还要重视力学课程的设置,例如:适当增加三大力学的课时,必要时增加适当的课程设计;专业课方面,在保证岩土工程勘察系列课程的基础上,增加地下结构工程、原位测试与检测、边坡及基坑工程、地震工程等课程。其次要拓宽专业知识面,报考注册岩土工程师考试的相近专业包括煤田地质勘查、地质矿产勘察、采矿工程、矿井建设、应用地球物理及环境工程等,部分其他工科专业人员也可以报考。既然这么多相近专业都可以报考,那么勘查技术与工程专业的课程就可以设置一些相近专业的专业课,从而开阔学生的知识面。

2.注重工程实践。通过分析得知注册岩土考试特别是专业考试更重视岩土工程实践,因此有必要把勘查技术与工程专业的课程设置进一步向工程一些倾斜,完善实践环节的教学工作。加强实践教学基地建设,使实践教学环节的教学工作规范化、合理化,真正提高学生的实践能力。另外,在核心专业课的教学过程中,可以适当引入注册岩土工程师考试中的案例分析真题,让学生在课堂上得到训练,提高学生的工程分析、工程实践能力,既为以后的注册工程师考试打下良好基础,又可以增加实践环节,达到学以致用。也就是说,在专业课程的教学过程中,适当补充注册岩土工程师考试的相关真题,可以培养学生解决实际工程问题的能力。

3.加强相应工程规范与职业道德法规的教育。应尽可能在专业课程教学中引入相关的最新国家规范、地方规程及执业管理制度的课程或者讲座,对关键的条文要进行分析、解读。例如:在岩土工程勘察课程教学中,引入岩土工程勘察规范;在基坑工程教学中,引入基坑支护技术规程。在讲解教材的过程中,进一步给学生穿插讲解相应的工程规范,使得学生既掌握扎实的基本理论知识,又能将工程规范应用于实际工程,培养学生养成设计计算时参照规范的习惯。此外,要开设一些重要的职业道德、职业法规课程,例如:建设工程勘察设计管理条例、勘察设计注册工程师管理规定,给学生讲解一些职业法规的基本知识,提高学生的职业道德素质,培养学生正确的价值观。

4.培养双师型教师队伍。教师特别是专业课教师对学生的培养有重大作用,应该提高专业课教师的综合素质。在学校的师资队伍建设中,使专业课教师不仅专业理论知识扎实而且工程实践经验丰富,既具有高校教师资格又具有注册岩土工程师的执业资格。通过培养双师型的教师队伍,合理提高教师的综合素质,发挥其工程经验丰富的优势,提高教师的教学实习效果,大力提高人才的培养质量。

注册岩土工程师制度的实施使得岩土工程领域的设计、施工等工作更加规范,能更好地与国际岩土工程市场接轨,同时为勘查技术与工程专业的人才培养指明了方向。通过对注册岩土工程师资格考试的分析研究,结合勘查技术与工程专业现行培养模式的问题,提出了教学改革措施,包括:调整专业培养方案,注重工程实践,加强工程规范及职业道德法规教育,培养双师型的教师队伍,等等,从而为注册岩土工程师的培养打好基础。

参考文献:

[1]人事部,建设部.注册土木工程师(岩土)执业资格制度暂行规定[Z].2002-04.

岩土工程毕业论文范文2

仰观气象,俯瞰流水,细数节理,深究岩性――看似高山流水,浪漫无限,实则必须细致严谨、不畏艰苦,这是一名岩土工程师所应具备的品质。

岩土作为地质的一个分支,是地质与建筑的交叉领域,现已逐渐发展为一个行业。随着岩土行业的奋进,对人才的需求越来越大,随之而来的是各大高校纷纷从地质工程专业中剥离出或延伸至岩土方向,形成一门理论知识――工程地质,并悄然成为一个独立专业,最具代表性的是勘查技术与工程专业。作为一名毕业于中国地质大学(北京)勘查技术与工程专业的学生,从求职至步入职场给我的感觉是就业茫、专业强、工作苦。

十年寒窗两茫茫,就业仍需多思量

勘察技术与工程专业主要学习的是建筑地基基础部分,即建筑物地下部分的地质情况,不似资源勘查那么纯粹地质类,亦不如建筑工程这般纯粹建筑类,而是处在尴尬的交叉地带,这也使得毕业生在就业抉择时显得迷茫。我在求职之初,也曾因目标不明确而摇摆不定,徘徊于是去中建、中铁等建筑单位,还是去地矿局、煤田地质局等地质单位,对自己的就业方向不甚明了,不明确自己到底属于哪一块领域。因此,在校期间就要好好思量自己的喜好和意愿,明确自己的就业方向,从而系统地学习需要具备的知识,作好能力储备,只有这样,在就业时才不至于两眼茫茫不知去处。

术业有专攻,岩土需专业

岩土人作为地质工作者,整天与岩石、土层、水位打交道,每到一个地质点,都要调查岩性、产状、土质情况、地下水位、地质作用状况,专业性相当强。

身为岩土人,必须具备丰富的地质知识和建筑知识,掌握工程地质理论。在校期间既学习与地质息息相关的钻探,又学习与建筑相连的地基处理、基础设计、钢筋混凝土结构,还学习地质与建筑交叉的工程地质、地质灾害勘察治理,学习内容博杂,不消化梳理清楚则难以形成知识体系。在工作中还需加强学习,积累经验。如具体的识别岩性、土质,判断地质作用,编录地层,调查地下水,处理工程事故等,均要不断学习规程规范,多请教前辈,多看多记多积累,把繁杂的知识融会贯通成一个体系,方能在工作中得心应手。在成为岩土工程师的道路上,需要不断积累学习,温习旧的知识,学习新的技术。

吃得苦中苦,方为岩土人

岩土工程毕业论文范文3

关键词 岩土专业 研究生培养 实验技能

中图分类号:G642 文献标识码:A

Problems and Solutions of Geotechnical Graduate Experimental Skills Training

ZENG Zhaotian

(College of Civil and Architectural Engineering, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541004)

Abstract Graduate geotechnical testing skills is a key factor in determining its research and innovation capacities. Based on the experimental teaching in recent years, the analysis of the main problems of geotechnical graduate existing experimental skills training, combined with the actual college graduate geotechnical, proposed to improve experimental skills related measures are expected to effectively improve the quality of geotechnical professional postgraduate training.

Key words geotechnical professional; graduate training; experimental skills

研究生是我国科研力量的后备军,对研究生的培养应着重于创新思维、科学素养和实验技能三个方面。岩土工程是一个实践性很强的学科专业,实验能力是岩土专业研究生涉足科研领域的基本素养,因此研究生的科技创新水平将取决于其实验技能的高低。然而,我国高校研究生教育中普遍存在忽视其实验技能的培养,应引起当前研究生教育工作者的忧虑和重视。笔者根据近年来的教学情况,剖析了岩土专业研究生实验技能培养存在的主要问题,结合本院实际提出了改善岩土专业研究生实验技能的相关对策。

1 岩土专业研究生实验技能培养存在的主要问题

1.1 对研究生实验技能的培养未引起足够的重视

现阶段我国的研究生教育大多以科研论文为主,导师对其进行指导,培养的基本流程为:学习理论课程1~1.5年――导师提供研究思路和大致的技术路线――研究生自行完成具体的实验设计和实验技术操作。在这一过程中,研究生能否顺利毕业,不仅决定于科研思路是否可行,更大程度地取决于其实验技能的高低。但是,在实际中很多岩土专业研究生根本不具备基本的实验操作和实验设计能力,以至于在实验室工作中感到力不从心。究其原因,一是本科阶段由于课时少仅有少量的实验机会,二是进入研究生阶段后,没有选修岩土实验课,一部分同学仅是跟随高年级研究生做过几次实验,另一部分同学尚处于摸索阶段。这样一方面导致研究生未能及时地完成毕业论文,严重影响了研究生科技创新的信心;另一方面,由于研究生缺乏对实验过程全面掌控的能力,极容易对实验设备造成损坏,影响了教学和科研的正常运行。

1.2 研究生实验技能学习途径尚不通畅

当前岩土专业研究生学习实验技能主要通过两个途径:(1)选修研究生岩土实验课程。然而,目前研究生的实验教学大部分采取“课题老师讲、学生听,课后学生上交实验报告”的本科生模式,缺乏科学、系统、有针对性的实验训练,研究生的科研理念、实践能力未能得到有效的启发和提升。(2)跟随高年级研究生做实验。然而,高年级研究生在实验过程传授的内容仅仅是他们各自研究方向的一些常用实验技术,新生根本无法全面、系统地掌握岩土实验技能,导致在后面的科研实践中事倍功半。

1.3 实验室封闭的管理机制不利于研究生的科研实践

目前实验室一般采用实验老师掌管实验室钥匙、负责实验设备运行和维护、学生在工作时间进行实验的管理模式。然而,由于岩土实验的复杂、延续性,该管理模式对研究生的科研实践具有显著的影响;特别是非饱和土实验具有周期长、实验精度高、操作要求严格等特点,研究生需要连续地长期使用该仪器设备,这就需要突破封闭的管理机制。

2 改善岩土专业研究生实验技能教育的相关对策

2.1 改革研究生实验课程设置和教学方式

新的实验教学体系将突破以往的“本科后”教学模式,主要体现以下几个方面:(1)打破本科生与研究生实验课间的界限,通过开设本硕贯通的实验选修课程,使那些在本科阶段缺乏计划做实验的研究生获得实践机会;(2)打破实验教学与科研间的界限,通过开设专题实验课程,使研究生有机会在较大型、复杂的科研设备上做试验;(3)按课程的性质和内容,结合毕业论文的研究方向,将专业实验课程的实验进行有机组合,开设综合性、设计性、系列化的专题实验;

以我院为例,开设的主要课程如下:(1)本硕贯通课程――“高压固结实验”、“饱和土不固结不排水三轴剪切实验(UU)”等;(2)研究生必修课程――“饱和土固结不排水三轴剪切实验(CU)”、“饱和土固结排水三轴剪切实验(CD)”、“应力路径三轴试验”等;(3)研究生专题实验课程――“非饱和土三轴剪切实验”、“土-水特征曲线测试实验”、“孔隙大小与孔径分布曲线实验”等。

2.2 改革实验室管理机制

建立开放性实验室是改革实验室管理机制的关键:(1)研究生自主安排实验时间,采取实验预约制度;(2)仪器设备管理和维护采用多重管理模式:实验室老师负责仪器设备的管理和使用登记;研究生在获得导师和实验室老师的同意后方可使用仪器设备,且注意使用期间的设备维护;研究生导师应承担指导学生实验和保证设备正常运行的责任;(3)对于一些特殊的岩土实验,可采用灵活的管理方式,在保证实验设备的安全前提下,最大限度地满足研究生开展岩土实验的需要,提高实验室的使用效率。

2.3 改善实验技术人员待遇

高校实验室教师和理论课教师一样,具有追求事业成功、实现自我的愿望。高校领导和和主管部门负责人,要尊重他们的劳动成果,对取得实验技术成果、科研成果、实验教学成果的实验技术人员要予以表彰,并作为其晋升、聘任岗位的依据;提供学习进修、培训的机会,加大实验室对外开放的力度,鼓励实验技术人员把专业知识服务于社会,将技术成果转化为生产力。通过这些措施,激发实验技术人员的积极性、创造性,稳定实验技术队伍,使他们全身心地投入到工作中。

参考文献

[1] 郑冬梅,王悦.构建研究生实验教学体系,培养研究生创新能力[J].实验技术与管理,2010.27(5):146-147,150.

[2] 欧阳宇.浅谈化学专业研究生科研实践能力的培养[J].湖北师范学院院报(自然科学版),2011.31(3):112-114.

[3] 席超,刘进,陈金波等.高校公共实验平台与研究生实验课教学相结合的探索[J].高校生物学教学研究,2013.3(1):41-43.

岩土工程毕业论文范文4

关键词:台阶法;仰拱;开挖

1 概述

高速铁路隧道开挖断面面积127m2~147m2、开挖高度11.43m~12.5m、开挖宽度13.62m~14.5m。开挖断面面积大、开挖跨度大、开挖高度高,必须采用先进合理的开挖方法和工艺,才能保证施工安全和结构合理受力。

各级围岩典型开挖方法为:Ⅱ级围岩全断面开挖,Ⅲ级围岩采用二台阶法开挖,Ⅳ级围岩采用三台阶法开挖,Ⅴ级软弱围岩采用三台阶临时仰拱法开挖,仰拱单独开挖。下台阶边墙先于仰拱20m左右落底,边墙落底后回填虚渣,维持掌子面正常通行至仰拱开挖,边墙初期支护长时间处于悬臂状态,而监控量测点位于边墙中上部,量测结果无法反映悬臂部分的收敛或变形状态,往往因变形积聚连带拱墙产生较大形变,甚至仰拱开挖后发生坍塌关门事件。开挖台阶长度、高度布置上的不合理,容易引起变形失稳,也不利于工序作业效率的发挥。

成兰铁路6标杨家坪隧道位于龙门山中央断裂和后山断裂之间,最大埋深745m,围岩以千枚岩为主,夹炭质千枚岩、灰岩,构造复杂,地层产状多变,节理发育,石质软弱破碎,易发生挤压大变形。采用上台阶高度4.45m,中下台阶各3.10m的三台阶法开挖,上阶长度5m、下台阶10m,仰拱超前二衬2~3环;初支封闭成环时间16d。开挖过程中拱顶下沉45mm~97.9mm、上台阶收敛值188.4mm~303.8mm、阶149.9mm~446.1mm、下台阶200.7mm~270.2mm,收敛变形严重超过规范要求。

2 隧道施工过程荷载释放规律

2.1 全断面开挖围岩荷载释放过程

隧道开挖过程中,同一断面不同位置的围岩荷载释放过程存在很大的差异,整体上来说,拱顶及底板的围岩荷载释放进度要提前于边墙;受隧道开挖扰动的影响,掌子面前方围岩在产生先行位移的同时也会发生先行荷载集中,且洞壁不同位置的先行荷载集中峰值及过程均不尽相同。拱顶位置的围岩径向荷载的主要释放过程发生在开挖过后的两个循环之内,边墙径向荷载则在一个循环内基本释放完毕,底板径向荷载释放更为平缓;因此,隧道开挖面附近拱顶和边墙的荷载都呈现急剧释放过程,分别占总荷载的75%和90%。

2.2 台阶法开挖围岩荷载释放过程

与全断面法开挖类似,台阶法上台阶开挖后一个循环内,拱顶位置围岩首先开始荷载释放,拱顶及边墙围岩首先发生应力集中,拱顶位置的荷载峰值增加速度最大,约为初始应力的115%,边墙位置约为105%。

支护结构的施作可以有效缓解开挖之前的荷载集中,减小拱顶荷载集中速度,提前荷载集中时机,减弱掌子面挤出效应,确保拱顶围岩稳定;支护结构的施作提前了边墙及底板位置围岩荷载释放的开始时间,并有效降低了荷载释放速率,荷载释放速率约为同条件下无支护情况的83%。

2.3 断面荷载释放状态分析

在全断面开挖中,施工只对围岩产生一次扰动,围岩最初的一次应力状态在隧道开挖后经过应力调整达到二次应力状态,然后在衬砌结构的限制下最终达到稳定状态。

在台阶法施工过程中,围岩会受到开挖过程的多次影响,围岩应力从全断面的二次调整,转化到更为复杂的三次乃至四次应力状态,并在调整过程中发生局部应力集中,使部分围岩达到本身屈服极限或塑性状态发生失稳,造成隧道结构或者衬砌结构的破坏。

3 隧道围岩稳定性分析

隧道最大竖直压应力和最大水平拉应力的变化趋势都是随着仰拱封闭距离的减小,先减小后增大,分别在2D和3D时达到最小值,仰拱封闭距离宜确定为2~3倍洞径,以充分发挥围岩的自承载能力。

对于软弱破碎地层,台阶法较大断面开挖有利于控制收敛变形,能减少10%~25%,沉降变形则相差不大;上台阶开挖过程是拱部围岩垂向荷载的急剧释放期,中下台阶开挖是边墙围岩水平荷载的急剧释放期;掌子面前方扰动岩体范围为0.5~1.0倍洞径,属于荷载集聚区,是软弱破碎围岩稳定加固的重点区域和最小边界范围。

4 施工参数对隧道变形的影响

4.1 台阶长度的影响

台阶长度由2.4m增加到7.2m,上台阶拱脚的相对位移最大值不断增加,拱顶沉降稍有增加,掌子面变形值减小;掌子面附近喷射混凝土的最大拉应力先变小后变大;钢拱架和锁脚锚管的最大应力都相应变大,台阶长度超过6m后,钢架应力影响较小,锁脚锚管应力继续增加,钢拱架和锁脚锚管的最大应力值在距掌子面一定距离。台阶长度的加大要特别注意控制上台阶拱脚的稳定;台阶长度在5m左右时混凝土拉应力最小,太长或太短都不利于拱顶喷射混凝土的稳定;台阶长度超过6m,易造成锁脚锚管破坏;综合来看,为保证各方面位移和受力都不太大,台阶长度宜为4~6m。

4.2 台阶高度的影响

台阶高度从3m变化到6m,水平方向的拱脚相对位移绝对值不断减小;拱顶沉降较为稳定;掌子面挤出变形数值先变小,在上台阶高度达5.5m后变大;喷射混凝土第一主应力减小,在上台阶高度5m左右时最大拉应力稍提高;钢拱架的最大应力值没有太大变化,锁脚锚管的最大应力不断减小,且钢拱架和锁脚锚管的最大应力值在距掌子面一定距离处。上台阶高度继续增大到6m时,主要的变形全都在上台阶掌子面,且绝对值逐渐增加,不利于上台阶掌子面稳定。

上台阶高度的选择要综合实际施工情况与隧道拱脚相对位移、掌子面挤出变形和锚杆受力的规律,对施工参数进行选择和调整,拱脚和掌子面位移受_阶高度变化影响较大,高度在4.5~5.5m左右以可使隧道的变形和受力保持在较低水平。

5 施工参数优化确定

综合隧道施工过程荷载释放规律、隧道围岩稳定性分析、施工参数对隧道变形的影响分析和杨家坪隧道围岩工程地质、水文地质特征,拟定优化断面下台阶带仰拱一次开挖的施工方法创新方案。在采取可靠的超前加固措施后,Ⅲ、Ⅳa级围岩地段采用全断面带仰拱一次开挖,Ⅳb~Ⅳd、Ⅴa级围岩采用下台阶带仰拱一次开挖的台阶法,Ⅳe、Ⅴb~Ⅴd级围岩采用下台阶带仰拱一次开挖的三台阶法。

上台阶高度主要考虑两台挖掘机扒碴能够同时作业,并提高湿喷机械手作业效率,中、下台阶(带仰拱)考虑人工施钻、立拱架操作方便;上、阶长度的选择综合考虑施工作业空间、爆破后机械耙碴效率,湿喷机械手停放位置及臂长等因素确定。

5.1 下台阶带仰拱一次开挖的台阶法施工参数

上下台阶开挖高度比例按2:1,结合钢架单元分节需要微调;上台阶高度8.50m,下台阶带仰拱开挖高度4.44m。

上台阶长度(即掌子面至仰拱初支处距离)15~18m,下台阶至仰拱填充端头6~24m,仰拱填充至二衬24~36m。

上下台阶保持同步施工,进尺不超过2~3榀钢架。

5.2 下台阶带仰拱一次开挖的三台阶法施工参数

各台阶开挖高度比例按4:3:3,结合钢架单元分节微调;上台阶高度5.5m,使用简易台架施工;阶高度3.6m、下台阶带仰拱高度3.88m。

上台阶长度为5~6m,阶长度8-10m(湿喷机械手车身长度8.1m),下台阶至仰拱栈桥端头,宜控制在20~25m。

每循环开挖进尺2~3榀钢架。

6 三台阶带仰拱开挖工法技术要点和效果分析

杨家坪隧道3号横洞工区围岩软弱,结构发育,围岩级别Ⅳ级和Ⅴ级。Ⅳ级围岩地段采用二台阶带仰拱一次开挖方法的闭环效果、变形卡控和开挖进度效果都较好;Ⅴ级围岩地段应用时,拱顶下沉、周边位移收敛、支护结构受力等闭环效果不如Ⅳ级围岩地段,拱顶、拱腰多出现小范围坍滑和剥离,经工法优化改用三台阶带仰拱一次开挖法。

6.1 工法优点

将仰拱初支纳入三台阶工序管控,减少仰拱单独开挖工序,缩短仰拱施工循环时间,及时将支护体系封闭,施工步距满足铁建设120号文件规定,保证掌子面施工的连续性。

充分发挥各工序平行作业的优势,同时减少了仰拱单独开挖对其他工序造成的干扰,提高了施工效率。

仰拱部位钻眼作业较仰拱单独开挖时作业空间增大,利于底板眼外插角的精度控制,有效提升仰拱开挖成形质量,且下台阶与仰拱一次爆破,减少了对围岩的爆破扰动。

6.2 工法特点

“两次爆破、三次耙装碴、两次喷混凝土、各工序平行作业”。

6.3 施工工艺流程

下台阶带仰拱爆破-上阶装药、连线后同时爆破-通风,上台阶耙碴,下台阶出碴-上台阶立架,阶耙碴,下台阶出碴-中上台阶同时立拱支护,下台阶出碴-上台阶喷射混凝土-中下台阶喷射混凝土-上阶测量、钻眼,带仰拱下台阶清理、钻眼及仰拱喷射混凝土-下台阶带仰拱爆破。

6.4 施工顺序及方法

(1)下台阶(带仰拱)爆破后,在挖机修路同时,上阶装药连线,挖机退出台架后同时爆破;(2)通风后,两台挖机到上台阶耙碴,下台阶两台装载机配合自卸汽车出碴作业;(3)上台阶耙碴完毕,挖机进简易台架至上台阶,上台阶开始立拱等支护作业,同时一台挖机在阶继续耙碴至下_阶,下台阶进行出碴作业;(4)阶耙碴完毕,开始与上台阶同时进行立拱等支护作业,下台阶继续出碴作业;(5)上台阶立拱等支护作业完毕,挖机退出上台阶简易台架,准备进行喷射混凝土;(6)上台阶喷射混凝土时,下台阶完成立拱等支护作业,随后进行中下台阶喷射混凝土;(7)喷射混凝土完毕,挖机耙碴后进简易台架至上台阶,开始上阶测量、钻眼;同时,将下台阶(带仰拱)剩余碴量清除完毕,随后进行下台阶钻眼及仰拱喷射混凝土;(8)待上阶钻眼、仰拱喷射混凝土完毕,下台阶装药、连线、爆破。

6.5 效果评价

依据杨家坪隧道3号横洞工区实践数据统计,采用三台阶带仰拱一次开挖成型技术初支钢架闭环时间从16天缩短至8~9天,初期支护收敛变形量从98~446mm缩小至8~17mm,开挖进度从30m/月提高至55m/月。

7 结束语

通过杨家坪隧道三台阶带仰拱一次开挖施工工法现场实践,得到以下结论:带仰拱三台阶法具有缩短初支闭环时间、有效控制围岩变形和加快施工进度等优点,对软岩隧道施工中控制变形有很大的作用。合理确定台阶长度、台阶高度,因地制宜,有利于施工操作。带仰拱三台阶法能够有效避免下台阶落底后边墙脚悬空现象。带仰拱一次开挖后应立即施作仰拱初支,尽量缩短双侧墙脚钢架同时悬空时间。

参考文献

[1]赵岩.大断面隧道施工过程荷载释放规律研究[D].山东大学,2011.

[2]王宇,金爱兵,李兵.台阶法开挖隧道仰拱封闭距离效应研究[J].公路,2012(7).

[3]李利平,李术才,等.超大断面隧道软弱破碎围岩空间变形机制与荷载释放演化规律[J].岩石力学与工程学报,2012(10).

[4]仲崇海.软弱围岩大断面隧道台阶法施工技术参数研究[D].北京大学,2014.

岩土工程毕业论文范文5

关键词:围岩稳定;数值模拟;稳定性预测

中图分类号:U455文献标识码: A 文章编号:

1引言

随着改革开放的进一步推进和基础设施的大规模建设,我国许多深埋的隧道工程纷纷开始建设,这些隧道大多会穿越高地应力区、岩溶地区以及软弱围岩体地区。由于这些地区围岩条件多变,导致围岩失稳事故时有发生,给人民生命、财产造成巨大损失。因此,针对隧道施工围岩条件多变的特点,研究围岩施工稳定性规律具有一定的生产实际意义。

根据团山子隧道的工程概况和主体设计,以及大量的施工现场跟踪调研资料,研究团山子隧道围岩变形破坏特征、机理及影响围岩稳定的各种因素。

2工程概况

沈阳铁路枢纽东北环线工程东北环线起点为田义屯站,终点为东陵站,虎石台至辉山间线路改为虎辉联络线,隧道入口里程为DK9+776,出口里程为DK13+040,隧道长度3264m。全长3264m,团山子隧道属于浅埋、大段落软岩、大断面隧道,部分地段还穿越膨胀土和砾砂地层。

团山子隧道位于低丘陵与辽河冲积平原交接地带,地势起伏较小,属剥蚀残丘陵地貌单元(波状台地),山顶最大标高128.0m,相对高差33~43m。

根据勘察揭示,团山子隧道处在太古界及新生界岩性地层的区域内,场区的岩土层按其成因分类主要有:第四系上更新统坡洪积相沉积层(分为粉质黏土、黏土、卵石土、细圆砾土、膨胀土、砾砂等五个主层)和太古界混合花岗岩。

3团山子隧道开挖过程模拟

以团山子隧道DK10+931~DK10+940标段和DK10+518~DK10+525标段为研究对象,基于模糊数学的理论知识对该这两标段隧道的开挖方法作了模糊优选,即DK10+931~DK10+940标段隧道以双侧壁导坑法开挖最为合理,而在DK10+518~DK10+525标段则优先采用三台阶开挖法。在这两个标段内,选取一个控制断面,断面位置为DK10+936用ANSYS对开挖过程进行二维弹塑性有限元分析。

3.1团山子隧道控制断面开挖模拟岩层和支护参数的确定

团山子隧道开挖模拟控制断面岩土层的物理力学参数、结构面发育程度和岩体结构确定岩层参数见表1和表2,隧道喷锚支护和临时支护岩物理力学参数见表3。

表1团山子隧道(DK10+931~DK10+940)段岩层参数

表2团山子隧道(DK10+518~DK10+525)段围岩参数

表3团山子隧道(DK10+931~DK10+940)段支护物理力学参数

3.2团山子隧道开挖模型边界条件的确定

团山子隧道设计速度,洞室的路面设计荷载为公路级。该隧道的建筑限界采用单洞净宽为14.4m,净高为12.3m,建筑限界高度为13.1m。

在模拟团山子隧道双侧壁导坑法开挖时,计算模型取隧道开挖断面的5倍以上净宽,X的正方向和负方向取80m,Y负方向取为56m,Y的正方向则根据隧洞的埋深确定。根据团山子隧道断面图以及围岩岩层的分布,确定开挖几何模型,选取Solid42模拟隧道围岩,Beam3用来模拟初次和临时支护,Link8用来模拟锚杆。模型的上面为自由面,左右边界x方向位移约束,下表面y方向位移约束。由于隧道开挖过程中七成以上的荷载都有初次衬砌承受,二次衬砌更多的时候只是一种安全的储备,因此这里只模拟初次衬砌。

3.3团山子隧道控制断面双侧壁导坑法开挖过程模拟分析

隧道的开挖过程中,会改变围岩的应力状态,为了能够更好的分析开挖后的围岩的应力状态,首先对团山子隧道DK10+931~DK10+940标段的控制断面DK10+936的初始地应力状态进行模拟分析。

模拟的结果如下:

图1第五步拆除临时支护后图2第五步拆除临时支护后

X方向位移云图Y方向位移云图

从图1X方向位移图可知,隧道开挖完毕临时支护拆除后隧洞附近X方向的最大值出现在左右两侧隧洞的两帮处,大约分别为-0.73mm和0.73mm,而拱顶和仰拱处位移较小。从图2 Y方向位移图,隧道临时支护拆除后时拱顶的Y方向位移最大,其最大值约为5.6mm,隧洞顶累计Y方向位移大19cm。且模型顶面此时有较大的沉降,沉降值约为34mm,从开挖开始到第五部临时支护拆除后,总的位移达到2.3m左右。而左右两侧开挖区域的位移场大部分是对称于Y轴的。

图3第五步拆除临时支护后图4第五步拆除临时支护后

衬砌弯矩图 衬砌轴力图

由图3可以看出,隧道开挖完毕临时支护拆除后,支护结构最大弯矩出现在初次衬砌左上侧和右上侧,最大值约为-10.71KN·m,左右以及上侧衬砌结构的弯矩则是呈锯齿状分布,最大值10.46KN·m左右,最小值约为2.6KN·m。且衬砌的弯矩是关于Y轴对称的。根据图4,此时初次衬砌的轴力最大值出现在左右两侧衬砌的中间部分,最大值约为-333.39KN,最小值出现在下端和上端,有较小的正值轴力47.75KN。而在其他处轴力分布比较均匀,且左右两侧衬砌的轴力基本上大小关于Y轴对称,只在某些点处方向不同。

图5第五步拆除临时支护后 图6第五步拆除临时支护后

衬砌剪力图锚杆剪力图

由图5可知,隧道开挖完毕拆除临时支护后隧道初次衬砌的剪力图在左右以及上侧呈锯齿状分布,此处剪力较大值为32.5KN左右。而剪力最大值出现在衬砌的左下角和右下角处,最大值为-62.75KN左右;衬砌上端剪力也较大为-53.22KN;而下侧衬砌剪力则很小,且左右初次衬砌剪力在大小上近似关于Y轴对称,左右剪力图的差别在于某些点处剪力的方向。根据图6,隧道临时支护拆除后,左右和上侧锚杆的轴力都分布比较均匀,且轴力大小近似关于Y轴对称。沿着锚杆延伸方向力的大小基本没变化。轴力最小值出现在左下和右下侧锚杆的外侧,最小值为205.28KN,最大值出现在左上和右上部分锚杆的下端,最大值约为207.36KN。

4结论

从各条件下的应力分布图,梁支护弯矩分布图,梁支护剪力分布图,梁支护轴力分布图,锚杆轴力分布图都可以看出,锚杆轴应变分布图都可以看出,拱腰中部应力集中明显,应加强拱腰的支护和监测。

在利用ANSYS模拟团山子隧道控制断面双侧壁导坑法开挖过程中,得出了团山子隧道围岩的应力分布图围岩变形图,并对得出的云图作了分析与研究。根据位移和应力云图能够更好的指导团山子隧道的设计和施工。

隧道长期稳定性预测的影响因素很多,各影响因素不可避免的有交叉和相互影响,要做到各预测因素之间的完全不受影响是比较困难的,需要在以后的研究和实际工作中根据实际情况加以修改、补充和完善,使预测结果更加合理和准确。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准.《铁路工程特殊岩土勘察规程》(TB10038-2001).北京:中国铁道出版社,2002.

[2] 中华人民共和国行业标准. 《铁路路基设计规范》(TB10001-2005).北京:中国铁道出版社,2005.

岩土工程毕业论文范文6

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    论文摘要:灰岩地区地质条件较为复杂,溶洞、溶穴、溶槽、溶沟及构造带等普遍发育,因此在灰岩地区进行基础方案选型及施工确实存在较大困难,选择不当会造成严重的安全隐患及质量安全事故。本文结合工程实例,在充分了解场地的地质和水文条件的基础上,对某大型工业项目基础方案进行了分析比较,最终选用了强夯法处理,并对其处理效果进行了论述

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    1、工程实例

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1.1 工程概况

拟建工程为某大型铝厂厂房建设,厂区位于河南安阳林州市,厂区占地面积1200余亩。厂区内拟建建筑物主要包括工业车间及其配套设施,最大单体荷重150000kN,原设计拟采用钻孔灌注桩基础。

1.2 工程地质条件

本场地地貌单元上属于低山丘陵区,该区表层主要被耕土覆盖,局部地段灰岩出露;其它地段埋深约1-6m以浅为第四系中更新统坡积地层,以粉质黏土、黏土为主;以下为奥陶系中统灰岩。从地质条件来看,本场地岩溶发育一般,多溶蚀沟槽、石芽,分布较多被粉质黏土充填的小溶洞、溶穴。地层岩性及特征见表1:

表1 地层岩性特征一览表

地层 岩性 埋深(m) 特征描述 承载力(kPa)

1 粉质黏土 1-6 褐红色,可塑-硬塑。见短条带状高岭土,见大块漂石。 200-250

2 强风化灰岩 2-10 以大块孤石或灰岩石芽为主,组成极不规律,局部以碎石夹粉质黏土为主。岩芯呈碎块、短柱状,长度约8-15cm,裂隙较发育。 400

3 中-弱风化灰岩 - 厚层状构造,结构部分或未破坏,局部含有被粉质黏土充填的溶穴。 1000-2000

1.3 水文地质条件

场地内地下水位埋深较深(大于30米),可不考虑对基础设计施工的影响。

2、地基基础方案选择

本场地岩溶发育一般,未发现大的空洞式溶洞,但场地内基岩面埋藏深度和强风化灰岩、小溶穴、溶洞分布极不均匀,这对于有效控制拟建建筑物不均匀沉降极为不利,需要选择合理的地基基础型式和地基处理方案避免不均匀沉降的发生。根据以往类似工程经验,在灰岩地区基础方案可采用钻孔灌注桩基础,但本场地基岩面起伏太大,局部出露,局部埋深达10米,且基岩面呈石牙状分布,极不规律,桩端持力层不好控制,若采用钻孔灌注桩,需每桩设置勘探孔进行勘察验证,经济、工期等因素上不尽合理,而且浅层地基土局部夹有大块孤石,个别直径大于5米,施工成孔有一定困难。

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度粉土、黄土、杂填土等地基,特别是处理非均匀回填地基,具有地基加固明显,施工工期短,节省工程投资等诸多优点。强夯处理后的地基密实性、均匀性、承载力均可得到显著提高。在技术可行的前提下,综合考虑工期、经济等因素,对大面积填方区、覆盖层厚度较大非填方区均可采用强夯法地基处理。

本工程场地面积较大,且场地地形起伏较大,最大高差约50m,存在较大面积的填方及挖方区,且本场地完整基岩面起伏较大,灰岩破碎带分布不均,对于建筑物不均匀沉降不好控制。结合场地地质条件、建筑物荷载特征及各建筑物设计标高,以技术可行、经济合理为原则,最终建议采用强夯法地基处理。强夯法不仅施工效果好、而且可以就近取材,保持场地本身的土石方挖填平衡,大幅度节约投资,还大大缩短了工期,为工业项目的投产运营争取了宝贵的时间。

3、社会及经济效益

1)本工程所建议的强夯法地基处理,在施工过程中未出现任何异常情况,经检测,处理后的地基土均匀性、承载力等均能满足设计要求,竣工后经过3年多的使用,业主反映良好,通过对建筑物沉降观察,沉降及变形量均满足规范要求,取得良好的效果。

2)本工程若采用钻孔灌注桩,保守估计工期在8个月左右,而采用强夯法地基处理,施工周期较短,实际完成地基处理只用4个月,大大缩短了工期,施工完成后,从现场反馈回的信息表明,工期,质量等都得到了保证,取得了良好的社会效益。

3)本工程建议采用的强夯法地基处理,工程投入较小,保守估算,与钻孔灌注桩比较,节约成本在40%以上,取得了良好的经济效益。

4、结语

灰岩边坡场地不能盲目的根据以往类似工程经验而提供没有针对性的地基基础方案,而应该根据不同工程、不同场地地层条件,精勘细测、科学分析比较,最终得出既经济又合理的方案。本工程针对灰岩山区边坡场地的具体场地条件、工程地质条件,依据有关规范和已有资料、经验的基础上,建议采用强夯处理填土地基的地基处理方案,既可达到所需承载力要求,又能保持场地本身的土石方挖填平衡,可显著的节约投资和缩短工期,该方案在类似的工程中具有较好的借鉴意义及推广前景。?

参考文献:

[1]中国建筑科学研究院,建筑地基处理技术规范,中国建筑工业出版社,2002