本文關(guān)鍵詞：超小中夾巖厚度條件下既有隧道力學(xué)特性研究

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【摘要】：根據(jù)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》,我國(guó)“十三五”期間將加強(qiáng)重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),高鐵營(yíng)業(yè)里程達(dá)到3萬(wàn)公里、覆蓋80%以上的大城市,新建改建高速公路通車(chē)?yán)锍碳s3萬(wàn)公里。伴隨中國(guó)城鎮(zhèn)化的發(fā)展,交通擁堵問(wèn)題日益突出,解決城市交通問(wèn)題,城市隧道的修建是緩和城市交通擁堵問(wèn)題的重要手段。由于地下空間開(kāi)發(fā)受到限界、既有建筑物等各種條件的限制,更為復(fù)雜的超小中夾巖立體交叉隧道也已出現(xiàn),并逐漸增多。針對(duì)超小中加巖厚度條件下,既有隧道由于新建隧道引起的結(jié)構(gòu)力學(xué)特性研究十分缺乏。本文在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上利用三維數(shù)值模擬軟件midas GTS,通過(guò)交叉角度、圍巖等級(jí)和開(kāi)挖順序等變量,對(duì)既有隧道由于新建隧道引起的結(jié)構(gòu)力學(xué)特性進(jìn)行研究,具體研究?jī)?nèi)容如下:①基于三維數(shù)值模擬32種工況,對(duì)比分析新建隧道引起既有隧道豎向位移場(chǎng)和橫向位移場(chǎng)變化,研究既有隧道位移場(chǎng)變化規(guī)律。②基于襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)分析特點(diǎn),確定以第一主應(yīng)力σ1和第三主應(yīng)力σ3作為研究襯砌力學(xué)特性控制指標(biāo),通過(guò)對(duì)比分析新建隧道引起既有隧道第一主應(yīng)力σ1和第三主應(yīng)力σ3變化,研究既有隧道應(yīng)力場(chǎng)變化規(guī)律。③基于二次襯砌結(jié)構(gòu)破壞多為混凝土破壞,參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)規(guī)范,確定了新建隧道對(duì)既有隧道強(qiáng)影響區(qū)、弱影響區(qū)和無(wú)影響區(qū)的劃分閾值�；炷罜25(二次襯砌采用型號(hào))抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft=1.27MPa和抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=11.9MPa,以0.05倍ft(63.5kPa)和0.025倍ft(31.75kPa)作為第一主應(yīng)力σ1劃分既有隧道強(qiáng)影響區(qū)、弱影響區(qū)和無(wú)影響區(qū)的分界值;以-0.05倍fc(-595kPa)和-0.025倍fc(-297kPa)作為第三主應(yīng)力σ3劃分既有隧道強(qiáng)影響區(qū)、弱影響區(qū)和無(wú)影響區(qū)的分界值。④根據(jù)新建隧道對(duì)既有隧道影響區(qū)的劃分準(zhǔn)則,首次針對(duì)超小中夾巖厚度條件,確定了新建隧道對(duì)既有隧道影響區(qū)長(zhǎng)度,同時(shí),把既有隧道豎向位移和橫向位移的收斂范圍以定性分析結(jié)果作為既有隧道影響區(qū)劃分的參考。研究結(jié)論可作為今后類(lèi)似工程設(shè)計(jì)和施工的參考。
【關(guān)鍵詞】：超小中加巖 立交隧道 既有隧道 影響分區(qū)
【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(lèi)號(hào)】：U451
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究目的及意義10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 近接隧道施工力學(xué)原理研究11-12
• 1.3.2 近接隧道施工近接度劃分的研究12-13
• 1.3.3 近接隧道施工的研究方法13-15
• 1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線(xiàn)15-17
• 第二章 隧道圍巖與結(jié)構(gòu)數(shù)值分析基本原理17-28
• 2.1 有限元數(shù)值模擬基本原理17-18
• 2.2 屈服準(zhǔn)則18-24
• 2.2.1 Tresca屈服準(zhǔn)則19-20
• 2.2.2 Mises屈服準(zhǔn)則20-21
• 2.2.3 Mohr-Coulomb準(zhǔn)則21-22
• 2.2.4 Drucker-Prager準(zhǔn)則22-24
• 2.3 有限元數(shù)值分析過(guò)程24-27
• 2.3.1 離散化結(jié)構(gòu)24
• 2.3.2 選擇位移模式24-25
• 2.3.3 分析單元的力學(xué)特性25-27
• 2.3.4 集合所有單元,建立整個(gè)結(jié)構(gòu)的平衡方程27
• 2.3.5 求解未知節(jié)點(diǎn)位移和計(jì)算單元應(yīng)力27
• 2.3.6 對(duì)己求出的位移和應(yīng)力進(jìn)行整理分析，得出所要的結(jié)果27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 超小中夾巖隧道計(jì)算模型28-35
• 3.1 隧道凈斷面的確定28-29
• 3.2 襯砌結(jié)構(gòu)及支護(hù)參數(shù)的擬定29
• 3.3 隧道開(kāi)挖方式的比選29-30
• 3.3.1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法29-30
• 3.3.2 上下臺(tái)階法30
• 3.4 有限元模型30-32
• 3.5 邊界條件32-33
• 3.6 計(jì)算參數(shù)33
• 3.7 計(jì)算分步33-34
• 3.8 本章小結(jié)34-35
• 第四章 超小中夾巖條件下既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)位移場(chǎng)35-85
• 4.1 新建上穿隧道引起下方既有隧道位移場(chǎng)變化規(guī)律分析35-57
• 4.1.1 下方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)豎向位移分析37-47
• 4.1.2 下方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)橫向位移分析47-57
• 4.2 新建下穿隧道引起既有隧道位移場(chǎng)變化57-79
• 4.2.1 上方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)豎向位移分析58-68
• 4.2.2 上方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)橫向位移分析68-79
• 4.3 本章小結(jié)79-85
• 第五章 超小中夾巖條件下既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)85-144
• 5.1 襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力介紹和影響區(qū)劃分閾值確定85-87
• 5.2 新建上穿隧道引起下方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)變化規(guī)律87-115
• 5.2.1 Ⅲ級(jí)圍巖強(qiáng)工況下，下方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化88-95
• 5.2.2 Ⅲ級(jí)圍巖弱工況下，下方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化95-102
• 5.2.3 Ⅳ級(jí)圍巖弱工況下，下方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化102-108
• 5.2.4 Ⅴ級(jí)圍巖工況下，下方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化108-115
• 5.3 新建下穿隧道引起上方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)變化規(guī)律115-141
• 5.3.1 Ⅲ級(jí)圍巖強(qiáng)工況下，上方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化115-121
• 5.3.2 Ⅲ級(jí)圍巖弱工況下，上方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化121-128
• 5.3.3 Ⅳ級(jí)圍巖弱工況下，上方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化128-134
• 5.3.4 Ⅴ級(jí)圍巖弱工況下，上方既有隧道襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化134-141
• 5.4 本章小結(jié)141-144
• 第六章 結(jié)論144-149
• 6.1 結(jié)論144-146
• 6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)146-147
• 6.3 展望147-149
• 致謝149-150
• 參考文獻(xiàn)150-153
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論著及取得的科研成果153

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