【摘要】：土壓平衡或泥水盾構法在隧道施工廣泛使用,為保證隧道的穩(wěn)定性和安全性,通常在工作面施加壓力。但是,當隧道工作面壓力過大時,可能發(fā)生被動破壞。另外,對于淺埋隧道,管片周圍注漿壓力過大也可能導致臨近土體的被動破壞。此外,在地鐵隧道密集的城市地區(qū),經(jīng)常出現(xiàn)下穿既有隧道的情況,隧道的被動破壞會還影響既有隧道的安全。本論文以隧道的被動破壞為中心,采用極限分析法研究了不同情況下隧道被動破壞的機理。利用軟件OPTMU3D和OPTUM2D進行建模,得到被動破壞的上限解,通過分析被動破壞的臨界壓力和滑動面分析各工況的破壞形式。隧道破壞的最重要的因素包括隧道埋深比、周圍土體的摩擦角和粘聚力。本論文針對上述因素進行了參數(shù)化研究。結果表明,隨著埋深比、摩擦角和內(nèi)聚力的增加,隧道的臨界被動破壞壓力增大�？紤]到二維分析的高效性和實際中的廣泛應用,本論文分析了三維與二維分析結果的關系。論文研究了隧道工作面被動破壞的三維效應,得到了不同土體強度和隧道埋深比情況的設計圖表,可以根據(jù)該設計圖表簡便的對二維結果進行修正。本文同時進行了隧道斷面形狀效應的研究。建立了圓形、矩形、六邊形隧道的被動面破壞模型。由于整體破壞面的相似性,當不同形狀截面的面積相同時時,臨界被動破壞壓力沒有明顯的差異。對于發(fā)生在隧道襯砌側的被動破壞,本文分析了不同土體強度和埋深比的情況下隧道上部,側部和底部的臨近破壞壓力。相同情況下,與其他位置相比,由于隧道的頂部產(chǎn)生的破壞面最小,因此其臨界破壞壓力最低。新建隧道對既有隧道方面,本文重點研究了下穿隧道破壞時,與既有隧道的最危險距離。結果表明,下穿隧道與既有隧道最危險的距離約為兩倍直徑。當距離更近時,既有隧道已經(jīng)在破壞面之外,因此不是最危險情況。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U455.4

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本文編號：2624713