本文關(guān)鍵詞：多雨區(qū)淺埋偏壓連拱隧道修建關(guān)鍵技術(shù)問題研究

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【摘要】：連拱隧道作為一種大跨度的雙洞結(jié)構(gòu)模式,結(jié)構(gòu)復雜,施工工序繁瑣,在多雨山區(qū),處于全風化偏壓地層中的雙連拱隧道修建極為困難。論文依托龍瑞高速公路在建奔龍坪隧道工程,將理論分析、有限元計算和現(xiàn)場監(jiān)測相結(jié)合,對多雨區(qū)淺埋偏壓連拱隧道的修建關(guān)鍵技術(shù)進行了研究,明確了多雨區(qū)淺埋偏壓連拱隧道的變形失穩(wěn)機理,改進了淺埋偏壓連拱隧道圍巖壓力計算方法,優(yōu)化了偏壓連拱隧道的施工方案,為今后類似工程的建設(shè)提供實踐經(jīng)驗和理論指導。主要工作如下:(1)提出了“淺埋偏壓隧道失穩(wěn)的實質(zhì)是施工擾動引起的邊坡失穩(wěn)”的認識,將淺埋偏壓連拱隧道的穩(wěn)定性問題轉(zhuǎn)化為從屬邊坡穩(wěn)定性問題;改進了邊坡穩(wěn)定性分析的不平衡推力法,建立了考慮連拱隧道開挖、襯砌結(jié)構(gòu)作用以及降雨影響的不平衡推力法計算程序,為評價隧道穩(wěn)定性提供了定性的參數(shù);基于降雨導致邊坡失穩(wěn)機理,考慮基質(zhì)吸力變化以及圍巖強度遇水弱化的共同作用,利用有限元計算對隧道開挖與降雨綜合作用下從屬邊坡安全性進行分析,得到了降雨影響的淺埋偏壓連拱隧道失穩(wěn)機理。(2)針對連拱隧道襯砌結(jié)構(gòu)以及中墻的設(shè)計計算問題,對不同圍巖壓力計算理論進行對比,改進了考慮地層推力作用的淺埋偏壓連拱隧道圍巖壓力計算方法;依此對連拱隧道的結(jié)構(gòu)-荷載模型進行改進,結(jié)合工程實例進行襯砌結(jié)構(gòu)計算,并與地層-結(jié)構(gòu)模型以及監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進行對比,得到改進的結(jié)構(gòu)-荷載模型的適用性;對連拱隧道中墻偏壓受力機制進行分析,并依此對偏壓連拱隧道施工工法及施工工序進行優(yōu)化。(3)針對淺埋偏壓連拱隧道施工工法及工序問題,依據(jù)奔龍坪隧道工程實例,利用Midas/GTS有限元軟件對三導洞施工與無導洞施工、淺埋洞先行與深埋洞先行等施工工法及工序進行比較分析,得到了一種適用于淺埋偏壓連拱隧道的施工工法。(4)對數(shù)字化隧道管理體系平臺建設(shè)問題進行探討,構(gòu)建了隧道施工過程中多元信息采集系統(tǒng)。利用超前地質(zhì)預報、監(jiān)控量測等手段對奔龍坪隧道進行了地質(zhì)雷達探測、地質(zhì)編錄及開挖驗證、隧道拱頂沉降及周邊收斂、圍巖壓力、支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力、鋼拱架內(nèi)力等自動化監(jiān)測。基于實時監(jiān)測多源信息,全方位掌握施工動態(tài),為后期數(shù)字化隧道管理體系平臺建設(shè)提供信息共享。
【關(guān)鍵詞】：連拱隧道 淺埋偏壓 從屬邊坡 結(jié)構(gòu)計算 施工優(yōu)化 多元信息監(jiān)測
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 問題的提出與背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 隧道-邊坡相互作用機理研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 降雨誘發(fā)邊坡失穩(wěn)機理研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 偏壓連拱隧道力學特性及施工工序研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 研究中存在的不足14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-18
• 1.3.1 論文研究主要內(nèi)容14-15
• 1.3.2 依托工程工程概況15-16
• 1.3.3 論文研究技術(shù)路線16-18
• 2 淺埋偏壓連拱隧道圍巖穩(wěn)定性機理研究18-46
• 2.1 淺埋偏壓連拱隧道圍巖失穩(wěn)特性分析18-19
• 2.2 降雨圍巖弱化及隧道施工綜合作用下圍巖穩(wěn)定性分析19-32
• 2.2.1 基質(zhì)吸力變化方面20-23
• 2.2.2 圍巖遇水弱化機理研究23-25
• 2.2.3 修正的非飽和邊坡抗剪強度公式25
• 2.2.4 考慮降雨影響的淺埋偏壓連拱隧道圍巖穩(wěn)定性分析25-31
• 2.2.5 考慮降雨影響的淺埋偏壓連拱隧道失穩(wěn)機理31-32
• 2.3 基于邊坡不平衡推力法的偏壓連拱隧道圍巖穩(wěn)定性分析32-42
• 2.3.1 改進的邊坡不平衡推力法理論32-34
• 2.3.2 基于不平衡推力法的連拱隧道側(cè)穿邊坡穩(wěn)定性分析34-42
• 2.4 兩種計算方式結(jié)果對比42-44
• 2.5 本章小結(jié)44-46
• 3 偏壓連拱隧道襯砌及中墻結(jié)構(gòu)計算46-70
• 3.1 常用圍巖壓力計算理論46-49
• 3.1.1 普式理論46-47
• 3.1.2 太沙基理論47-48
• 3.1.3 隧道設(shè)計規(guī)范推薦方法48-49
• 3.2 基于雙塌落拱假定的連拱隧道圍巖壓力計算49-54
• 3.2.1 深埋連拱隧道圍巖壓力計算49-50
• 3.2.2 淺埋連拱隧道圍巖壓力計算50-52
• 3.2.3 偏壓連拱隧道圍巖壓力計算52-53
• 3.2.4 修正的偏壓連拱隧道圍巖壓力計算53-54
• 3.3 淺埋偏壓連拱隧道襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計算54-62
• 3.3.1 基于地層推力作用的改進結(jié)構(gòu)-荷載模型55-57
• 3.3.2 地層-結(jié)構(gòu)模型57-58
• 3.3.3 兩種方案探討分析58-61
• 3.3.4 監(jiān)測資料分析及小結(jié)61-62
• 3.4 偏壓連拱隧道中墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析62-68
• 3.4.1 連拱隧道中墻偏壓受力機制63-65
• 3.4.2 連拱隧道施工工法優(yōu)化65-66
• 3.4.3 連拱隧道施工工序優(yōu)化66-68
• 3.5 本章小結(jié)68-70
• 4 淺埋偏壓連拱隧道動態(tài)施工優(yōu)化數(shù)值模擬研究70-94
• 4.1 模型的建立70-72
• 4.2 方案一開挖支護的動態(tài)數(shù)值模擬72-78
• 4.2.1 隧道及圍巖變形特征分析72-75
• 4.2.2 圍巖塑性區(qū)分析75-76
• 4.2.3 隧道襯砌及中墻受力分析76-78
• 4.3 方案二開挖支護的動態(tài)數(shù)值模擬78-83
• 4.3.1 隧道及圍巖變形特征分析78-81
• 4.3.2 圍巖塑性區(qū)分析81-82
• 4.3.3 隧道襯砌及中墻受力分析82-83
• 4.4 方案三開挖支護的動態(tài)數(shù)值模擬83-88
• 4.4.1 隧道及圍巖變形特征分析84-86
• 4.4.2 圍巖塑性區(qū)分析86-87
• 4.4.3 隧道襯砌及中墻受力分析87-88
• 4.5 三種方案比較優(yōu)化88-92
• 4.5.1 隧道周邊位移分析88-90
• 4.5.2 中墻位移分析90-91
• 4.5.3 地表位移分析91-92
• 4.6 本章小結(jié)92-94
• 5 基于多元信息反饋技術(shù)的淺埋偏壓連拱隧道信息化施工技術(shù)94-118
• 5.1 基于多元信息反饋技術(shù)的數(shù)字化隧道管理體系研究94-100
• 5.1.1 數(shù)字化隧道的管理體系平臺建設(shè)95-96
• 5.1.2 數(shù)字化隧道建設(shè)期信息采集96-100
• 5.2 奔龍坪隧道綜合信息化施工技術(shù)100-115
• 5.2.1 超前地質(zhì)預報分析100-109
• 5.2.2 監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析109-115
• 5.3 本章小結(jié)115-118
• 6 結(jié)論與展望118-120
• 6.1 結(jié)論118-119
• 6.2 展望119-120
• 參考文獻120-125
• 致謝125-126
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及專利成果126-127
• 附錄 論文相關(guān)用圖表127-129

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳為成;王飛;;連拱隧道在山區(qū)高速公路的應用研究[J];土工基礎(chǔ);2006年03期

2 林志良;;福建省連拱隧道的發(fā)展[J];公路;2006年10期

3 孔祥金;;“連拱隧道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究”科研課題通過驗收和鑒定[J];公路隧道;2006年02期

4 王亞瓊;謝永利;;連拱隧道在我國的發(fā)展與研究[J];公路;2008年06期

5 代澤森;;連拱隧道施工[J];科技創(chuàng)新導報;2008年22期

6 鄭文博;蔡永昌;石湛;聶建春;;連拱隧道設(shè)計計算荷載合理取值研究[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2012年05期

7 夏保祥,張永康;練江連拱隧道的施工[J];公路;2001年06期

8 袁勇,彭定超,章勇武;筲箕灣連拱隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析[J];華東公路;2001年05期

9 劉洪洲,黃倫海;連拱隧道設(shè)計施工技術(shù)研究現(xiàn)狀[J];西部探礦工程;2001年01期

10 馬萬權(quán),程崇國;關(guān)于連拱隧道建設(shè)技術(shù)問題的思考[J];公路;2003年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉濤;沈明榮;何之民;陶履彬;;連拱隧道動態(tài)施工模型試驗研究[A];第一屆全國水工巖石力學學術(shù)會議論文集[C];2005年

2 唐穎;陳曉鉅;;淺論連拱隧道設(shè)計[A];2001年全國公路隧道學術(shù)會議論文集[C];2001年

3 王廷伯;;練江連拱隧道設(shè)計與施工[A];2001年全國公路隧道學術(shù)會議論文集[C];2001年

4 朱漢華;傅鶴林;潘明軍;范臻輝;;連拱隧道設(shè)計施工研究與實踐[A];第一屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集公路設(shè)計與施工卷[C];2002年

5 陳秋南;張永興;;連拱隧道設(shè)計施工理論及其修建關(guān)鍵技術(shù)的探討[A];中國土木工程學會第十一屆、隧道及地下工程分會第十三屆年會論文集[C];2004年

6 張倩;范海云;駱鳳濤;;M型連拱隧道的一種施工工法[A];第14屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集（第二冊）[C];2005年

7 李志厚;雷華;陳樹汪;;云南省公路連拱隧道的技術(shù)進步[A];第六屆海峽兩岸隧道與地下工程學術(shù)及技術(shù)研討會論文集[C];2007年

8 胡海波;陽軍生;楊峰;;地形偏斜條件下連拱隧道“半明半暗”及“半路半隧”結(jié)構(gòu)型式的比選[A];中國土木工程學會第十三屆年會暨隧道及地下工程分會第十五屆年會論文集[C];2008年

9 畢研川;王濤;;基于地層—結(jié)構(gòu)法的某連拱隧道施工過程模擬分析[A];公路交通與建設(shè)論壇（2011）[C];2003年

10 王玉標;芮勇勤;;淺埋連拱隧道施工動態(tài)空間力學效應演化分析[A];第十二次全國巖石力學與工程學術(shù)大會會議論文摘要集[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 記者 陳云芬;技術(shù)創(chuàng)新提升我省連拱隧道建設(shè)水平[N];云南日報;2010年

2 記者 吳丹 通訊員 梁曉明;連拱隧道課題通過驗收[N];中國交通報;2005年

3 記者 劉家銘邋通訊員 吳葵霞;八成多搬遷戶完成搬遷[N];福州日報;2007年

4 楊秀權(quán) 倪作霖 王繼常;路建山腰藝超群[N];中國鐵道建筑報;2006年

5 駐安徽首席記者 吳敏 通訊員 郭傳厚;科技創(chuàng)新支撐安徽兩型高速[N];中國交通報;2014年

6 石志榮;大跨徑連拱隧道成功穿越特大溶洞區(qū)[N];中國水利報;2004年

7 通訊員 鄧正德 張玲;八次平安穿越國道[N];中國鐵道建筑報;2007年

8 記者 張躍彬;和平路以北三連拱隧道現(xiàn)雛形[N];石家莊日報;2010年

9 記者 張冰梓;環(huán)島西打通重要節(jié)點[N];珠海特區(qū)報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮守中;連拱隧道施工動態(tài)仿真與信息化管理研究[D];天津大學;2004年

2 陳秋南;非對稱連拱隧道動態(tài)施工力學模擬研究[D];重慶大學;2005年

3 陳貴紅;連拱隧道設(shè)計關(guān)鍵問題研究[D];西南交通大學;2011年

4 吳祥松;高速公路連拱隧道施工時空效應及動態(tài)三維反饋分析[D];同濟大學;2007年

5 林剛;連拱隧道施工力學行為研究[D];西南交通大學;2005年

6 蔡來炳;軟弱圍巖淺埋偏壓連拱隧道力學效應研究[D];同濟大學;2008年

7 朱正國;連拱隧道圍巖壓力計算方法與動態(tài)施工力學行為研究[D];北京交通大學;2008年

8 吳夢軍;大跨扁平連拱隧道施工時空效應與二次襯砌最佳支護時機研究[D];重慶大學;2011年

9 石建勛;連拱隧道滲漏水病害機理與防治技術(shù)研究[D];重慶大學;2012年

10 李新志;超淺埋大跨度連拱隧道圍巖受力分析及工程應用研究[D];山東大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 閆計瑞;淺埋偏壓連拱隧道數(shù)值模擬及其優(yōu)化分析[D];西安建筑科技大學;2015年

2 楊洪武;基于支護結(jié)構(gòu)響應的連拱隧道爆破控制研究[D];西安建筑科技大學;2015年

3 熊根貴;超大斷面連拱隧道合理施工方法與支護參數(shù)優(yōu)化研究[D];重慶交通大學;2015年

4 李咸友;珠山連拱隧道滲漏水病害分析與治理[D];華南理工大學;2015年

5 魏志鋒;穿越復雜采空區(qū)地層淺埋偏壓連拱隧道穩(wěn)定性研究[D];重慶大學;2015年

6 郭新明;新建隧道施工爆破對既有連拱隧道的動力響應研究[D];西南交通大學;2016年

7 劉忠強;大中山1#偏壓連拱隧道圍巖應力分析及施工方案優(yōu)化[D];昆明理工大學;2016年

8 劉可;多雨區(qū)淺埋偏壓連拱隧道修建關(guān)鍵技術(shù)問題研究[D];西安建筑科技大學;2016年

9 高世軍;連拱隧道適應性與設(shè)計研究[D];中南大學;2007年

10 甄浩宇;連拱隧道設(shè)計及施工優(yōu)化[D];長安大學;2007年

，

本文編號：1079668