本文關(guān)鍵詞：隧道開(kāi)挖方法與其壓力拱高度研究

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【摘要】：根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范,對(duì)于深埋隧道而言,支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受壓力主要為壓力拱拱體內(nèi)土體的自重,因而壓力拱高度是確定深埋隧道荷載的主要依據(jù)。但現(xiàn)有的規(guī)范中給定的壓力拱高度的計(jì)算表達(dá)式是基于鉆爆法的基礎(chǔ)上,以工程類比為主要方法,統(tǒng)計(jì)分析了數(shù)百座隧道塌方的調(diào)查資料而擬定的。從該公式來(lái)看,隧道圍巖壓力拱高度只考慮了隧道跨度及圍巖等級(jí)的影響,但根據(jù)已有的研究資料表明,隧道的開(kāi)挖方法、巖體分層界面、圍巖物理力學(xué)性能等對(duì)其也有較大的影響。從已有的公式來(lái)看,壓力拱高度主要受圍巖等級(jí)和隧道跨度的影響,要研究隧道不同開(kāi)挖方法下壓力拱的高度,就不能撇開(kāi)二者而單獨(dú)研究。因而本文擬定在四種圍巖等級(jí)、四種隧道跨度下,對(duì)采用四種不同開(kāi)挖方法下的壓力拱高度進(jìn)行研究,因此一共有64種工況,采用有限元軟件Midas/GTS對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬。本文主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)總結(jié)了壓力拱研究現(xiàn)狀、結(jié)論及主要計(jì)算理論,分析了隧道開(kāi)挖引起的應(yīng)力場(chǎng)變化;(2)介紹了有限元法、隧道施工方法及有限元模擬過(guò)程,利用有限元軟件對(duì)隧道在不同工況下進(jìn)行建模、計(jì)算;(3)在有限元模擬分析中,確定了采用隧道開(kāi)挖引起的應(yīng)力路徑及應(yīng)力曲線來(lái)并判定不同開(kāi)挖方法下的壓力拱高度;(4)分析了不同開(kāi)挖方法下隧道的壓力拱高度,對(duì)比計(jì)算結(jié)果得出了以下結(jié)論:a)各施工方法下,壓力拱的計(jì)算高度值均小于規(guī)范給定值,表明規(guī)范值是偏于安全的,可以進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化;b)不同施工方法下,壓力拱的高度不同,全斷面法開(kāi)挖時(shí)的壓力拱高度小于CD法;c)隧道圍巖等級(jí)越差、隧道跨度越大對(duì)不同開(kāi)挖方法下的壓力拱高度差值影響越大。d)施工方法對(duì)壓力拱高度有影響,因此在計(jì)算深埋隧道圍巖壓力時(shí)應(yīng)考慮開(kāi)挖方法的影響。(5)本文的計(jì)算結(jié)果可以為修正規(guī)范中所給定的深埋隧道圍巖壓力計(jì)算公式提供參考。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U455.4

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本文編號(hào)：1184553