本文關鍵詞：既有隧道改擴建為雙連拱隧道的受力與變形規(guī)律研究

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【摘要】：近年來,隨著我國交通需求不斷激增,許多既有的公路隧道已經(jīng)不能滿足交通量的需求,隧道改擴建已經(jīng)成為緩解交通通行能力不足的一個重要工程措施。然而,目前針對將既有淺埋隧道作為中導洞改擴建為大跨徑雙連拱隧道的研究較少。本文以廣西荊埡隧道改擴建工程為依托,利用模型試驗和三維數(shù)值模擬,對淺埋既有隧道作為中導洞改擴建為大跨徑雙連拱隧道的受力與變形規(guī)律進行了研究。通過所設計的室內(nèi)模型試驗,對改擴建工程中的地表沉降、圍巖應力、中隔墻和襯砌應力應變進行了研究,歸納總結了改擴建施工過程中中隔墻和襯砌結構的應力與應變變化規(guī)律。研究表明:后行洞開挖引起的地表沉降更大,但地表沉降最大值在先行洞一側;開挖后行洞對中隔墻和先行洞支護結構的應力和應變有顯著影響,中隔墻呈現(xiàn)出向后行洞一側偏壓;由于多次開挖對中隔墻上方圍巖的擾動較嚴重,使得后行洞初支靠近中隔墻一側的拱肩處應力最大。采用三維數(shù)值模擬的方法,研究了在淺埋既有隧道作為中導洞改擴建為雙連拱隧道的動態(tài)施工過程中,左、右洞支護結構的受力和變形傳導機制以及不同開挖間距對隧道結構力學行為的影響。研究表明:在先行洞與后行洞的開挖掘進過程中,先行洞支護結構的變形存在一個反復變化的過程;左、右洞開挖掘進對距掌子面后方1倍單洞跨徑內(nèi)圍巖的穩(wěn)定性和中隔墻及支護結構的受力和變形影響顯著;當先行洞與后行洞開挖間距大于2倍單洞跨徑時,開挖間距對改擴建雙連拱隧道的受力和變形影響較小。本文的研究成果不僅為荊埡隧道改擴建工程提供了指導性的意見,也可為以后的隧道改擴建工程提供重要參考。
【關鍵詞】：隧道改擴建工程 中隔墻 雙連拱隧道 模型試驗 三維數(shù)值模擬 力學行為
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U451
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題研究的背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 隧道改擴建研究10-11
• 1.2.2 小凈距及雙連拱隧道研究11-12
• 1.2.3 存在的問題12-13
• 1.3 依托荊埡隧道改擴建工程的背景13-15
• 1.3.1 原隧道工程概況13-14
• 1.3.2 地質(zhì)條件與圍巖性質(zhì)14
• 1.3.3 改擴建設計方案14-15
• 1.4 主要研究內(nèi)容和方法15-16
• 第二章 模型試驗設計16-31
• 2.1 確定相似比16-19
• 2.1.1 相似理論16
• 2.1.2 參數(shù)選取和相似關系確定16-18
• 2.1.3 模型試驗相似比18-19
• 2.2 相似材料19-24
• 2.2.1 圍巖19-21
• 2.2.2 錨桿和鋼筋21-22
• 2.2.3 襯砌和中墻22-24
• 2.3 模型試驗設計24-30
• 2.3.1 模型制作24-26
• 2.3.2 測試系統(tǒng)26-29
• 2.3.3 測點布設29-30
• 2.4 本章小結30-31
• 第三章 模型試驗開展及試驗結果分析31-60
• 3.1 土箱裝料及模型埋設31-32
• 3.2 模型試驗開挖方案32-35
• 3.3 試驗結果分析35-54
• 3.3.1 地表下沉35-40
• 3.3.2 圍巖應力40-45
• 3.3.3 中隔墻和襯砌應力45-54
• 3.4 本章小結54-60
• 第四章 改擴建施工動態(tài)三維數(shù)值模擬60-71
• 4.1 引言60
• 4.2 FLAC3D軟件簡介60-61
• 4.3 三維數(shù)值模型61-63
• 4.3.1 模型建立61
• 4.3.2 開挖過程模擬及測點布置61-62
• 4.3.3 參數(shù)選取62-63
• 4.4 改擴建施工動態(tài)模擬結果分析63-68
• 4.4.1 地表沉降63-64
• 4.4.2 二襯監(jiān)測點位移64-65
• 4.4.3 中隔墻應力65-67
• 4.4.4 初支軸力67-68
• 4.5 不同開挖間距下模擬結果對比分析68-69
• 4.6 本章小結69-71
• 第五章 結論與展望71-73
• 5.1 主要研究結論71-72
• 5.2 不足之處及展望72-73
• 參考文獻73-78
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果78-79
• 致謝79

【參考文獻】

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本文編號：949164