發(fā)布時間：2017-04-29 11:17

  本文關(guān)鍵詞：承壓富水隧道結(jié)構(gòu)承載數(shù)值模擬方法研究及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,對基礎(chǔ)工程建設(shè)要求也越來越高,隧道工程作為完善道路線形的重要一環(huán),也迎來發(fā)展與挑戰(zhàn)。以往山嶺隧道對涌水多考慮以排水方式處理,隨著人們環(huán)保意識的提高,針對隧道涌水的處理理念從以排為主轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺馈⑴�、截、堵結(jié)合,因地制宜,綜合治理”。隨著對隧道涌水的處理理念的改變,隧道襯砌結(jié)構(gòu)承受水壓力的可能性越來越大。當(dāng)考慮將隧道內(nèi)涌水全部排出時,襯砌結(jié)構(gòu)不承受水壓力。當(dāng)隧道限排、排水能力有限、排水路徑阻塞等情況發(fā)生時,則隧道內(nèi)涌水不能及時排出,襯砌結(jié)構(gòu)將承受水壓力作用。本文以重慶華巖隧道工程華巖隧道(又名石板隧道)為依托,以山嶺隧道為對象,研究襯砌結(jié)構(gòu)突水水壓力簡化計算模式,針對襯砌背后空腔水壓力分布模式進行研究,嘗試針對襯砌結(jié)構(gòu)背后水壓力進行分級,具體工作與結(jié)論如下:(1)針對華巖隧道,選取T2l地層分別對襯砌結(jié)構(gòu)在僅考慮圍巖壓力、0.3MPa水壓力、0.6MPa水壓力情況進行計算。計算結(jié)果表明,襯砌結(jié)構(gòu)邊墻及以下部位內(nèi)力較大,成為結(jié)構(gòu)設(shè)計控制截面。(2)針對襯砌結(jié)構(gòu)背后突水水壓力簡化計算進行研究。基于荷載等效原理提出兩種計算突水水壓力的簡化模型,計算了突水原始作用面積22m、水壓1Mpa與2MPa,突水作用于拱頂時6種工況,計算結(jié)果表明,可以采用集中力的方式對突水水壓力進行簡化計算。(3)針對襯砌結(jié)構(gòu)背后空腔水壓力,根據(jù)不同排水條件,提出四種水壓力分布形式,進行了對比分析計算,計算結(jié)果顯示,當(dāng)空腔完全不排水時,對襯砌結(jié)構(gòu)最不利。(4)針對水壓力分級,提出以安全系數(shù)為分級指標。采用規(guī)范推薦山嶺公路兩車道隧道標準斷面,并采用其推薦襯砌結(jié)構(gòu)支護參數(shù),分別計算襯砌結(jié)構(gòu)為混凝土和鋼筋混凝土?xí)r其承受水壓力限值,以此水壓力限值作為不同圍巖條件下水壓分級的界限值進行水壓力分級。當(dāng)襯砌結(jié)構(gòu)采用規(guī)范推薦支護參數(shù)時,其承受水壓力有限。針對山嶺公路兩車道隧道,給出了Ⅲ級圍巖時不同水壓下的二次襯砌支護參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：隧道 水壓力 突水 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U451
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 問題的提出8-9
• 1.1.1 研究背景8
• 1.1.2 研究目的及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-17
• 1.2.1 關(guān)于隧道涌水量預(yù)測研究9-13
• 1.2.2 關(guān)于隧道襯砌結(jié)構(gòu)外水壓力作用規(guī)律研究13-16
• 1.2.3 關(guān)于隧道滲流場數(shù)學(xué)模型研究16-17
• 1.3 本文研究內(nèi)容及方法17-18
• 1.3.1 本文研究內(nèi)容17
• 1.3.2 本文研究方法17-18
• 第二章 考慮外水荷載的隧道結(jié)構(gòu)承載數(shù)值模型及應(yīng)用18-41
• 2.1 隧道結(jié)構(gòu)分析計算模型研究18-25
• 2.1.1 隧道結(jié)構(gòu)計算理論18-19
• 2.1.2 隧道結(jié)構(gòu)分析荷載-結(jié)構(gòu)模型19-21
• 2.1.3 隧道結(jié)構(gòu)分析地層-結(jié)構(gòu)模型21-24
• 2.1.4 隧道襯砌結(jié)構(gòu)驗算24-25
• 2.2 考慮外水荷載的隧道結(jié)構(gòu)計算模型研究25-28
• 2.2.1 襯砌結(jié)構(gòu)外水壓力25-27
• 2.2.2 考慮外水荷載的隧道荷載-結(jié)構(gòu)模型27
• 2.2.3 考慮外水荷載的隧道地層-結(jié)構(gòu)模型27-28
• 2.3 華巖隧道結(jié)構(gòu)承載數(shù)值分析28-40
• 2.3.1 工程概況28
• 2.3.2 地層巖性28-31
• 2.3.3 隧道結(jié)構(gòu)外水壓力31-33
• 2.3.4 計算參數(shù)33-34
• 2.3.5 計算結(jié)果與分析34-40
• 2.4 本章小結(jié)40-41
• 第三章 考慮隧道結(jié)構(gòu)局部外水壓力的力學(xué)模型簡化研究41-47
• 3.1 概述41-42
• 3.2 隧道結(jié)構(gòu)突水水壓力力學(xué)簡化模型研究42-43
• 3.3 隧道結(jié)構(gòu)局部水壓力學(xué)模型研究43-46
• 3.3.1 襯砌背后局部空腔水壓分析43-44
• 3.3.2 縫隙流水頭損失計算模型44-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 考慮外水荷載的隧道承載數(shù)值模型修正47-57
• 4.1 概述47
• 4.2 襯砌結(jié)構(gòu)突水荷載簡化數(shù)值分析47-53
• 4.2.1 計算參數(shù)47
• 4.2.2 計算結(jié)果分析47-53
• 4.2.3 分析結(jié)論53
• 4.3 襯砌背后空腔水壓力分布形式數(shù)值分析53-55
• 4.3.1 數(shù)值模型及參數(shù)53-54
• 4.3.2 計算結(jié)果及分析54-55
• 4.3.3 分析結(jié)論55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 隧道外水荷載水壓分級研究57-67
• 5.1 隧道水壓力分級數(shù)值分析57-63
• 5.1.1 計算參數(shù)58-60
• 5.1.2 計算結(jié)果及分析60-63
• 5.1.3 分析結(jié)論63
• 5.2 隧道結(jié)構(gòu)承受高水壓數(shù)值分析63-66
• 5.2.1 概述63-65
• 5.2.2 計算結(jié)果及分析65-66
• 5.2.3 分析結(jié)論66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 第六章 結(jié)論及展望67-69
• 6.1 主要結(jié)論67
• 6.2 展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-73
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果73

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