發(fā)布時間：2022-05-08 09:41

　　我國巖溶區(qū)分布較廣,遍及多個地區(qū),由于巖溶區(qū)中地下水和地面水相互作用,巖溶區(qū)周圍巖性較差,發(fā)育著各種類型的溶洞,對隧道施工建設(shè)造成一定的安全隱患,同時在地震作用下,這種隱患會顯得更加明顯,因此針對處于巖溶地質(zhì)條件下的隱伏溶洞對隧道的動力響應(yīng)分析尤為重要。本文以新桐子嶺鐵路隧道工程為研究背景,采用MIDAS GTS NX軟件進行有限元數(shù)值模擬,討論了溶洞在隧道不同位置、不同外邊距,不同溶洞形態(tài)和不同溶洞填充等共計22種工況時圍巖穩(wěn)定性和二襯結(jié)構(gòu)安全性的規(guī)律。本文研究內(nèi)容如下:（1）對隧道各階段的應(yīng)力狀態(tài)進行了分析和論述,闡述了本文運用的隧道圍巖穩(wěn)定性和襯砌結(jié)構(gòu)安全性的判據(jù)。（2）闡述了模型的建立及參數(shù)簡化、地震波的選取、邊界條件的選取、特征值分析原理、時程分析原理等動力分析關(guān)鍵問題,建立隧道埋深為2D~12D（D為隧道跨徑6.25m）共計6個有限元模型進行計算分析,確定了后續(xù)數(shù)值模擬時的隧道埋深為8D。（3）利用有限元軟件分析在地震作用下,溶洞在隧道左側(cè)、頂部、底部和溶洞與隧道外邊距為0m（無溶洞）、1m、3m、5m、7m時圍巖和二襯各8個節(jié)點的位移和應(yīng)力值,得到了圍巖和二襯的地震動力響... 

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巖溶隧道靜力研究現(xiàn)狀
        1.2.2 巖溶隧道地震響應(yīng)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第二章 隧道圍巖及襯砌安全性理論研究
    2.1 隧道施工工法
    2.2 隧道施工各階段力學(xué)理論
        2.2.1 隧道施工各階段的應(yīng)力狀態(tài)
    2.3 隧道安全判據(jù)
        2.3.1 圍巖穩(wěn)定性安全判據(jù)
        2.3.2 襯砌結(jié)構(gòu)動力安全性判據(jù)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 隧道動力響應(yīng)數(shù)值模擬基礎(chǔ)
    3.1 有限元計算原理
    3.2 隧道動力響應(yīng)分析流程
        3.2.1 計算模型
        3.2.2 模型參數(shù)
        3.2.3 地震波的選取
        3.2.4 邊界條件的選取
        3.2.5 特征值分析
        3.2.6 時程分析
        3.2.7 地震波輸入驗證
        3.2.8 計算結(jié)果說明
    3.3 合理計算埋深的確定
        3.3.1 位移分析
        3.3.2 應(yīng)力分析
        3.3.3 計算埋深
    3.4 本章小結(jié)
第四章 地震作用下隱伏溶洞位置對隧道的影響分析
    4.1 地震作用下側(cè)部溶洞對隧道的影響分析
        4.1.1 位移分析
        4.1.2 應(yīng)力分析
        4.1.3 安全系數(shù)分析
    4.2 地震作用下頂部溶洞對隧道的影響分析
        4.2.1 位移分析
        4.2.2 應(yīng)力分析
        4.2.3 安全系數(shù)分析
    4.3 地震作用下底部溶洞對隧道的影響分析
        4.3.1 位移分析
        4.3.2 應(yīng)力分析
        4.3.3 安全系數(shù)分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 地震作用下隱伏溶洞形態(tài)對隧道的影響分析
    5.1 新桐子嶺隧道既有溶洞情況
    5.2 地震作用下不同溶洞形態(tài)對隧道的影響分析
        5.2.1 位移分析
        5.2.2 應(yīng)力分析
        5.2.3 安全系數(shù)分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
在學(xué)期間發(fā)表的論文及取得的科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]小型溶洞對隧道穩(wěn)定性的影響分析[J]. 邵勇,閻長虹,許寶田,王寧,鄭軍.  地質(zhì)論評. 2012(03)
[2]地震作用下無襯砌黃土隧道圍巖結(jié)構(gòu)安全系數(shù)的計算探討[J]. 程選生,鄭穎人.  巖土力學(xué). 2011(03)
[3]隧道底部溶洞的處理及溶洞對隧道圍巖穩(wěn)定性影響的研究[J]. 徐成進,王木群.  公路工程. 2011(01)
[4]強震動加速度記錄基線校正問題探討[J]. 鄭水明,周寶峰,溫瑞智,王嵐.  大地測量與地球動力學(xué). 2010(03)
[5]側(cè)部巖溶隧道圍巖穩(wěn)定性數(shù)值分析與研究[J]. 譚代明,漆泰岳,莫陽春.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2009(S2)
[6]溶洞分布部位對隧道穩(wěn)定性影響的數(shù)值分析[J]. 蔣穎.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計. 2009(09)
[7]既有溶洞對隧道圍巖位移特征影響的數(shù)值試驗[J]. 宋戰(zhàn)平,黨宏斌,李寧.  長江科學(xué)院院報. 2008(05)
[8]“5.12”汶川地震災(zāi)區(qū)橋梁典型損毀情況與原因淺析[J]. 李建民,馮際安,金大勇,陳金剛.  城市道橋與防洪. 2008(08)
[9]達(dá)成高速鐵路巖溶隧道圍巖穩(wěn)定性分析[J]. 莫陽春,周曉軍.  中國鐵道科學(xué). 2008(03)
[10]土洞對地鐵隧道開挖的影響性狀研究[J]. 雷金山,蘇鋒,陽軍生,陳福全,周燦朗.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報. 2008(02)

博士論文
[1]隱伏溶洞對隧道圍巖[D]. 宋戰(zhàn)平.西安理工大學(xué) 2006

碩士論文
[1]巖溶公路隧道施工及運營安全性研究[D]. 馬勤國.蘭州交通大學(xué) 2014
[2]劉家灣連拱隧道地震響應(yīng)分析及抗震研究[D]. 黃宇.長沙理工大學(xué) 2013
[3]特殊地質(zhì)條件下隧道結(jié)構(gòu)的震害機理分析及抗震研究[D]. 殷允騰.山東科技大學(xué) 2011
[4]巖溶隧道與溶洞的安全距離研究[D]. 曹茜.北京交通大學(xué) 2010
[5]圓形隧道圍巖應(yīng)力與位移的數(shù)值模擬與分析[D]. 張仙義.浙江大學(xué) 2007
[6]隧道巖溶圍巖力學(xué)特性的初步研究[D]. 李奎.西南交通大學(xué) 2005



本文編號：3651414