本文關(guān)鍵詞：基于流固耦合的公路隧道取消仰拱原則研究　出處：《重慶交通大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：仰拱作為隧道襯砌結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)筑物，在隧道工程中起著重要作用。仰拱可以提高整個隧道的穩(wěn)定性，增強支護結(jié)構(gòu)的整體剛度，抑制圍巖的過大形變。隧道仰拱的設(shè)置也可有效的降低隧道發(fā)生病害的概率。《公路隧道設(shè)計規(guī)范》JTGD70-2004規(guī)定，在圍巖等級較低時隧道宜設(shè)置仰拱。運用工程類比法設(shè)計復(fù)合式襯砌時，Ⅳ、Ⅴ級圍巖地段兩車道公路隧道需要設(shè)計仰拱；Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖地段三車道公路隧道應(yīng)設(shè)計仰拱。但在哪種圍巖條件、隧道跨度條件下公路隧道需要設(shè)置仰拱規(guī)范并沒有給出明確的理論依據(jù)。對于低級別圍巖條件下公路隧道仰拱設(shè)置與否及參數(shù)等問題，國內(nèi)外相關(guān)研究還比較少。從仰拱的作用、相關(guān)規(guī)范及經(jīng)濟效益出發(fā)，研究低級別圍巖地段隧道取消仰拱原則就顯得尤為重要。 本文以重慶南山隧道為依托工程，考慮地下水，基于流固耦合理論，根據(jù)該隧道Ⅳ級圍巖的實際地質(zhì)條件、斷面形式、支護參數(shù)以及開挖步序，采用大型有限元通用軟件ANSYS模擬隧道開挖過程，分析了以下三個內(nèi)容： （1）結(jié)合南山隧道Ⅳ級圍巖部分段落取消仰拱的實際情況，，采用有限元軟件ANSYS對隧道開挖工序進行模擬。分別考慮應(yīng)力場和滲流場－應(yīng)力場耦合的情況，對Ⅳ級圍巖強度進行折減，以ANSYS計算不收斂與隧道結(jié)構(gòu)特征部位的位移突變相結(jié)合考慮作為判斷隧道穩(wěn)定性的標準，得出無仰拱隧道結(jié)構(gòu)破壞時的強度參數(shù)。歸納出南山隧道Ⅳ級圍巖段取消仰拱的一般原則。通過對比分析有限元計算的結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，檢驗有限元計算結(jié)果的合理性。 （2）假定Ⅲ、Ⅳ級圍巖隧道在不同跨度下不設(shè)置仰拱，采用有限元分析方法建立不同工況。分析在不同跨度條件下，無仰拱隧道在開挖過程中的力學(xué)行為。根據(jù)分析評價Ⅲ、Ⅳ級圍巖隧道在不同跨度條件下的安全性能。并分析了采用注漿錨桿代替仰拱措施的可行性。 （3）以南山隧道為工程背景，假定在Ⅳ級圍巖段隧道取不同仰拱設(shè)計參數(shù)，采用有限元分析方法建立不同工況。分析不同工況中，隧道每一步施工步序下的隧道結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。根據(jù)分析得出Ⅳ級圍巖隧道兩車道隧道合理的仰拱參數(shù)。
[Abstract]:The invert arch is an important structure of tunnel lining structure , plays an important role in the tunnel engineering . The invert arch can improve the whole tunnel stability , enhance the overall stiffness of the support structure and inhibit the excessive deformation of the surrounding rock . Taking Nanshan Tunnel in Chongqing as a supporting project , considering the ground water , based on the theory of flow - solid coupling , according to the actual geological conditions , section form , supporting parameters and excavation sequence of the Class 鈪

本文編號：1374044