本文選題：大斷面隧道 + 數(shù)值分析　； 參考：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：我國(guó)西部山區(qū)山高谷深,溝壑縱橫的巖溶溶蝕地貌給城市快速路網(wǎng)的建設(shè)帶來了施工難題,尤其大、特大斷面隧道穿越巖溶地層往往為該線路的控制性工程,隧道在巖溶地層的施工難題成為整條線路的控制性難題。巖溶地層因巖溶發(fā)育而形成的巖溶空腔,造成巖溶地層圍巖的應(yīng)力場(chǎng)分布與普通地層有很大區(qū)別,在巖溶空腔附近有較強(qiáng)的應(yīng)力集中區(qū),當(dāng)隧道開挖后,這種應(yīng)力分布的不均勻性還會(huì)加劇。巖溶地層的復(fù)雜性(尤其隧道臨近巖溶空腔時(shí)),加之受季節(jié)性、周期性、陣發(fā)性降水影響,隧道運(yùn)營(yíng)期襯砌受力極為復(fù)雜。因此研究巖溶空腔對(duì)隧道施工及運(yùn)營(yíng)期穩(wěn)定性的影響極為必要。本文依托重慶市快速路網(wǎng)中"三橫線"的重要組成部分——雙碑隧道,采用數(shù)值分析的方法研究巖溶空腔對(duì)隧道施工期及運(yùn)營(yíng)期穩(wěn)定性的影響,主要對(duì)隧道施工期隧道開挖穩(wěn)定性及運(yùn)營(yíng)期二次襯砌受力特性、安全性進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:1)采用二維平面應(yīng)變模型,當(dāng)隧道背后存在隱伏巖溶空腔時(shí),考慮空腔大小、位置、與隧道間距三種因素不同的所有工況,模擬隧道開挖并監(jiān)測(cè)洞周位移、初期支護(hù)內(nèi)力,研究了巖溶空腔對(duì)于隧道洞周圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的影響規(guī)律。2)采用三維有限元模型,模擬巖溶空腔的三維空間結(jié)構(gòu)與隧道沿縱向掘進(jìn)完整的開挖工序、施工循環(huán),選取巖溶空腔沿縱向空間尺寸變化的三個(gè)典型斷面,監(jiān)測(cè)并分析隧道洞周位移及圍巖位移場(chǎng)、初期支護(hù)內(nèi)力、塑性區(qū),研究巖溶空腔對(duì)隧道縱向開挖穩(wěn)定性的影響規(guī)律。3)采用滲流結(jié)構(gòu)模型,監(jiān)測(cè)二襯外水壓力、二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)力,研究臨近隧道巖溶空腔的存在對(duì)隧道滲流場(chǎng)的影響;在設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)下,得出二襯結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布特征并評(píng)價(jià)其安全性。
[Abstract]:The karst dissolution geomorphology with deep mountains and high valleys and deep gullies in the western mountainous areas of China has brought construction difficulties to the construction of the urban expressway network, especially in the case of large cross-section tunnels passing through the karst strata, which are often the controlling projects of the railway line. The construction problem of tunnel in karst formation becomes the control problem of the whole line. The karst cavity formed by karst formation is very different from the ordinary strata in the distribution of stress field in the surrounding rock of karst stratum, and there is a strong stress concentration area near the karst cavity, when the tunnel is excavated, The inhomogeneity of the stress distribution will also be aggravated. The complexity of karst strata (especially when the tunnel is near the karst cavity, plus the influence of seasonal, periodic and paroxysmal precipitation), the tunnel lining force is extremely complex during the operation period. Therefore, it is necessary to study the influence of karst cavity on the stability of tunnel construction and operation. In this paper, the influence of karst cavity on the stability of the tunnel during construction and operation is studied by using the method of numerical analysis, which is an important part of "three horizontal lines" in Chongqing Expressway Road Network. In this paper, the stability of tunnel excavation during tunnel construction, the stress characteristics and safety of secondary lining during tunnel construction are studied. The main contents and conclusions are as follows: 1) the two-dimensional plane strain model is used, when there is a concealed karst cavity behind the tunnel, Considering all working conditions different from the three factors of cavity size, location and tunnel spacing, the tunnel excavation is simulated and the displacement around the hole is monitored. The influence of karst cavity on the stability of surrounding rock and supporting structure of tunnel is studied. The three-dimensional finite element model is used to simulate the three-dimensional space structure of karst cavity and the complete excavation procedure along the longitudinal tunnel. Three typical sections of karst cavity changing along longitudinal spatial size are selected to monitor and analyze the displacement field around tunnel and surrounding rock, the initial supporting internal force and plastic zone. The influence of karst cavity on the stability of tunnel excavation is studied. (3) the seepage structure model is used to monitor the external water pressure and the internal force of the two-lining structure, and the influence of the karst cavity in the adjacent tunnel on the seepage field of the tunnel is studied. Under the design of drainage system, the internal force distribution characteristics of two-liner structure are obtained and its safety is evaluated.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U451

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1954803