本文關(guān)鍵詞：軟弱圍巖既有隧道上方挖方與填方對(duì)承載拱效應(yīng)影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái)既有隧道上方挖、填方的近接工程大量涌現(xiàn)。在既有隧道上方挖方近接工程中,由于挖方可能導(dǎo)致圍巖承載拱的破壞,會(huì)使得襯砌與圍巖的受力發(fā)生改變。在既有隧道上方填方近接工程中,填方對(duì)于隧道來(lái)說(shuō)是加載過(guò)程。圍巖與襯砌共同承擔(dān)荷載,但承擔(dān)比例受多項(xiàng)因素影響,且在填方過(guò)程中的承載拱內(nèi)變化機(jī)制尚不明確,導(dǎo)致填方引起襯砌內(nèi)力變化難以預(yù)測(cè)。因此研究既有隧道上方挖、填方過(guò)程中隧道承載拱的變化是必要的。本文采用理論分析、離心模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法對(duì)既有隧道上方挖方對(duì)承載拱的破壞作用和填方過(guò)程中承載拱的形成和發(fā)展進(jìn)行研究,同時(shí)運(yùn)用應(yīng)力準(zhǔn)則和強(qiáng)度準(zhǔn)則對(duì)既有隧道上方挖、填方近接施工影響進(jìn)行分區(qū)。研究工作和主要成果如下：(1)以理論分析為基礎(chǔ),對(duì)隧道承載拱的概念進(jìn)行解釋,并對(duì)挖方過(guò)程中承載拱的破壞過(guò)程作出預(yù)測(cè)。在挖方起始階段,襯砌內(nèi)力和圍巖壓力下降；當(dāng)挖方對(duì)承載拱產(chǎn)生破壞后,由于承載拱承載能力下降,導(dǎo)致承載拱承擔(dān)的荷載向襯砌轉(zhuǎn)移,致使圍巖壓力和襯砌內(nèi)力隨挖方減小過(guò)程中出現(xiàn)減緩段或反向增大段。針對(duì)既有隧道上方填方,以圍巖特征曲線為基礎(chǔ),分析得出在深埋條件下,隧道承載拱剛度將隨塑性區(qū)發(fā)展下降。推測(cè)在深埋條件下的填方工程,襯砌承擔(dān)的圍巖壓力增量隨隧道塑性變形量增大而增加。(2)離心試驗(yàn)得出：1)既有隧道上方挖方圍巖壓力及襯砌內(nèi)力變化過(guò)程與理論預(yù)測(cè)一致,圍巖壓力、襯砌軸力在減小過(guò)程中分別出現(xiàn)斜率減緩段、反向增大段。在定義了地應(yīng)力承擔(dān)比的基礎(chǔ)上,以地應(yīng)力承擔(dān)比作為離心試驗(yàn)承載拱變范圍判斷的主要依據(jù),得出了柔性支護(hù)條件下的承載拱范圍為1.0-1.5D,剛性支護(hù)條件下承載拱范圍為2.0-2.5D。2)既有隧道上方填方的圍巖壓力及襯砌內(nèi)力變化隨填方呈近線性增加,根據(jù)拱頂?shù)貞?yīng)力承擔(dān)比變化反映出填方過(guò)程中承載拱的發(fā)展。因襯砌對(duì)圍巖變形的限制,導(dǎo)致承載拱塑性區(qū)發(fā)展較少,圍巖壓力無(wú)法得到有效釋放。在填方過(guò)程邊墻及墻腳發(fā)生應(yīng)力集中,剛性支護(hù)與柔性支護(hù)邊墻處承擔(dān)比分別增加了0.6、0.46。(3)數(shù)值模擬得出：1)建立圓形隧道模型計(jì)算,對(duì)離心試驗(yàn)規(guī)律進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。2)以高速鐵路隧道斷面進(jìn)行建模計(jì)算,得出Ⅴ級(jí)、Ⅵ級(jí)、黃土地層的隧道上方挖、填方過(guò)程中圍巖壓力、地應(yīng)力承擔(dān)比、內(nèi)力變化規(guī)律。并定義附加地應(yīng)力承擔(dān)比進(jìn)而揭示了承載拱隨填方過(guò)程的變化規(guī)律。(4)針對(duì)挖方和填方過(guò)程分別選取應(yīng)力準(zhǔn)則和強(qiáng)度準(zhǔn)則進(jìn)行近接分區(qū),并根據(jù)分區(qū)結(jié)果進(jìn)行回歸分析,得到了分區(qū)與初始埋深變化的數(shù)學(xué)關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：既有隧道 挖方 填方 承載拱 地應(yīng)力承擔(dān)比(CSBR) 附加地應(yīng)力承擔(dān)比(CSBRa)
【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】：2016
【分類號(hào)】：U451
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 選題背景及意義12-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 既有隧道上方挖方研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 既有隧道上方填方研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文研究方法16-17
• 1.4 技術(shù)路線17-18
• 第2章 既有隧道上方挖、填方理論研究18-28
• 2.1 既有隧道工程上方挖、填方一般力學(xué)原理研究18-26
• 2.1.1 隧道開(kāi)挖后的應(yīng)力重分布18-19
• 2.1.2 隧道開(kāi)挖后彈性條件下的二次應(yīng)力狀態(tài)19-20
• 2.1.3 隧道開(kāi)挖后形成塑性區(qū)的二次應(yīng)力狀態(tài)20-21
• 2.1.4 開(kāi)挖后有支護(hù)的三次應(yīng)力狀態(tài)21-24
• 2.1.5 既有隧道上方挖方分析24-25
• 2.1.6 既有隧道上方填方分析25-26
• 2.2 隧道承載拱效應(yīng)主要影響因素26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第3章 離心模型試驗(yàn)28-55
• 3.1 離心試驗(yàn)方法介紹28-36
• 3.1.1 概述28
• 3.1.2 土工離心模型試驗(yàn)方法的發(fā)展28-29
• 3.1.3 土工離心模型試驗(yàn)原理29-36
• 3.2 既有隧道上方挖、填方離心試驗(yàn)方案36-47
• 3.2.1 試驗(yàn)設(shè)備37-39
• 3.2.2 離心試驗(yàn)設(shè)計(jì)39-44
• 3.2.3 離心試驗(yàn)過(guò)程44-47
• 3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析47-54
• 3.3.1 挖方結(jié)果分析47-51
• 3.3.2 填方結(jié)果分析51-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 第4章 既有隧道上方挖、填方數(shù)值模擬55-74
• 4.1 離心試驗(yàn)與數(shù)值模擬對(duì)比分析55-61
• 4.1.1 數(shù)值模擬模型介紹55-57
• 4.1.2 既有隧道上方挖方結(jié)果分析57-60
• 4.1.3 既有隧道上方填方結(jié)果分析60-61
• 4.2 基于高速鐵路隧道斷面的數(shù)值模擬61-64
• 4.3 挖方數(shù)值模擬結(jié)果分析64-68
• 4.3.1 圍巖壓力結(jié)果分析64-65
• 4.3.2 地應(yīng)力承擔(dān)比65-67
• 4.3.3 內(nèi)力結(jié)果分析67-68
• 4.4 填方數(shù)值模擬結(jié)果分析68-72
• 4.4.1 圍巖壓力結(jié)果分析68-69
• 4.4.2 附加地應(yīng)力承擔(dān)比分析69-71
• 4.4.3 內(nèi)力結(jié)果分析71-72
• 4.5 本章小結(jié)72-74
• 第5章 既有隧道上方挖、填方近接分區(qū)74-83
• 5.1 影響分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)74-76
• 5.1.1 近接施工的分區(qū)準(zhǔn)則74
• 5.1.2 挖方分區(qū)準(zhǔn)則74-75
• 5.1.3 填方分區(qū)準(zhǔn)則75-76
• 5.2 挖方影響分區(qū)76-78
• 5.3 填方影響分區(qū)78-81
• 5.4 挖、填方近接既有隧道施工對(duì)策81-82
• 5.5 本章小結(jié)82-83
• 結(jié)論與展望83-85
• 結(jié)論83-84
• 進(jìn)一步研究展望84-85
• 致謝85-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文90

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 方勇;何川;;平行盾構(gòu)隧道施工對(duì)既有隧道影響的數(shù)值分析[J];巖土力學(xué);2007年07期

2 畢強(qiáng);吳金剛;馬杰;;新建隧道近距離上穿既有隧道的力學(xué)分析及工程處理措施[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2008年S1期

3 姚旭朋;袁勇;翁其能;;既有隧道結(jié)構(gòu)混凝土材料性能研究[J];材料導(dǎo)報(bào);2008年10期

4 吳亮;鐘冬望;;不同布置條件下鄰近隧道掘進(jìn)爆破對(duì)既有隧道的影響[J];煤炭學(xué)報(bào);2009年10期

5 劉新榮;郭子紅;裴麗;王吉明;林志;王芳其;;交錯(cuò)既有隧道次生力學(xué)效應(yīng)三維模型試驗(yàn)[J];巖土力學(xué);2011年09期

6 于清浩;;新建隧道施工對(duì)既有隧道的影響分析[J];鐵道建筑技術(shù);2011年10期

7 張萬(wàn)斌;曹林衛(wèi);劉保林;;一擬建建筑施工對(duì)既有隧道穩(wěn)定性影響分析[J];路基工程;2012年06期

8 李健;李昕;李華;;既有隧道改擴(kuò)建工程結(jié)構(gòu)安全性研究[J];公路隧道;2013年01期

9 劉方琨;丁云;朱崇釗;;新建建筑物對(duì)既有隧道的變形響應(yīng)分析[J];工程建設(shè);2013年05期

10 白海衛(wèi);何海健;李玲;;正交下穿施工對(duì)上部既有隧道安全的影響研究[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2014年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 韓銀全;滕文彥;周向陽(yáng);崔春霞;;既有隧道安全性分析與加固技術(shù)[A];第二屆湖北省力學(xué)學(xué)會(huì)青年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

2 畢強(qiáng);吳金剛;馬杰;;新建隧道近距離上穿既有隧道的力學(xué)分析及工程處理措施[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第十三屆年會(huì)暨隧道及地下工程分會(huì)第十五屆年會(huì)論文集[C];2008年

3 李輝;;新建鐵路路基對(duì)下方既有隧道影響研究[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第十五屆年會(huì)暨隧道及地下工程分會(huì)第十七屆年會(huì)論文集[C];2012年

4 劉樹(shù)佳;張孟喜;吳惠明;李林;;新建盾構(gòu)隧道上穿對(duì)既有隧道的變形影響分析[A];《巖土力學(xué)》vol.34 增刊1 2013[C];2013年

5 魏奇芬;吳逢春;;新建盾構(gòu)隧道對(duì)鄰近既有隧道的影響研究[A];湖北省公路學(xué)會(huì)自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文匯編（2008年——2013年）[C];2014年

6 劉奕晨;;頂管穿越既有隧道施工風(fēng)險(xiǎn)控制[A];第二屆全國(guó)地下、水下工程技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 通訊員 張立清 曹曉東 袁仁祥;30萬(wàn)次爆破無(wú)事故[N];中國(guó)鐵道建筑報(bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 李磊;多線疊交盾構(gòu)施工及列車荷載作用下既有隧道的變形控制研究[D];上海大學(xué);2015年

2 姜兆華;基坑開(kāi)挖時(shí)鄰近既有隧道的力學(xué)響應(yīng)規(guī)律研究[D];重慶大學(xué);2013年

3 吳克新;青島地鐵交疊隧道施工力學(xué)響應(yīng)與地面建筑變形控制研究[D];山東科技大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 喬南;明挖箱型隧道基坑施工對(duì)下臥既有隧道變形影響及加固措施研究[D];西南交通大學(xué);2016年

2 李洋;軟弱圍巖既有隧道上方挖方與填方對(duì)承載拱效應(yīng)影響研究[D];西南交通大學(xué);2016年

3 曲磊;擬建比鄰建筑對(duì)既有隧道的技術(shù)影響分析[D];青島理工大學(xué);2013年

4 孫芳強(qiáng);新蛇皮溝隧道施工對(duì)既有隧道的穩(wěn)定性影響研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2006年

5 李冀偉;地鐵隧道盾構(gòu)下穿對(duì)既有隧道的影響研究[D];西安科技大學(xué);2012年

6 張超;既有隧道對(duì)臨近爆破的振動(dòng)響應(yīng)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2012年

7 李輝;上跨隧道對(duì)既有隧道的變形影響及控制研究[D];重慶交通大學(xué);2014年

8 李磊;既有隧道車站影響下隧道施工引起的地表沉降研究[D];湖南科技大學(xué);2014年

9 堯少敏;既有隧道改擴(kuò)建爆破^u挖與監(jiān)控技術(shù)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

10 裴麗;立交隧道近接施工對(duì)既有隧道力學(xué)特性的影響研究[D];重慶大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：軟弱圍巖既有隧道上方挖方與填方對(duì)承載拱效應(yīng)影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：352881