本文關鍵詞：超小中夾巖厚度條件下既有隧道力學特性研究

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【摘要】：根據(jù)《國民經濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》,我國“十三五”期間將加強重大基礎設施建設,高鐵營業(yè)里程達到3萬公里、覆蓋80%以上的大城市,新建改建高速公路通車里程約3萬公里。伴隨中國城鎮(zhèn)化的發(fā)展,交通擁堵問題日益突出,解決城市交通問題,城市隧道的修建是緩和城市交通擁堵問題的重要手段。由于地下空間開發(fā)受到限界、既有建筑物等各種條件的限制,更為復雜的超小中夾巖立體交叉隧道也已出現(xiàn),并逐漸增多。針對超小中加巖厚度條件下,既有隧道由于新建隧道引起的結構力學特性研究十分缺乏。本文在查閱大量文獻的基礎上利用三維數(shù)值模擬軟件midas GTS,通過交叉角度、圍巖等級和開挖順序等變量,對既有隧道由于新建隧道引起的結構力學特性進行研究,具體研究內容如下:①基于三維數(shù)值模擬32種工況,對比分析新建隧道引起既有隧道豎向位移場和橫向位移場變化,研究既有隧道位移場變化規(guī)律。②基于襯砌結構力學分析特點,確定以第一主應力σ1和第三主應力σ3作為研究襯砌力學特性控制指標,通過對比分析新建隧道引起既有隧道第一主應力σ1和第三主應力σ3變化,研究既有隧道應力場變化規(guī)律。③基于二次襯砌結構破壞多為混凝土破壞,參考國內外有關規(guī)范,確定了新建隧道對既有隧道強影響區(qū)、弱影響區(qū)和無影響區(qū)的劃分閾值�；炷罜25(二次襯砌采用型號)抗拉強度設計值ft=1.27MPa和抗壓強度設計值fc=11.9MPa,以0.05倍ft(63.5kPa)和0.025倍ft(31.75kPa)作為第一主應力σ1劃分既有隧道強影響區(qū)、弱影響區(qū)和無影響區(qū)的分界值;以-0.05倍fc(-595kPa)和-0.025倍fc(-297kPa)作為第三主應力σ3劃分既有隧道強影響區(qū)、弱影響區(qū)和無影響區(qū)的分界值。④根據(jù)新建隧道對既有隧道影響區(qū)的劃分準則,首次針對超小中夾巖厚度條件,確定了新建隧道對既有隧道影響區(qū)長度,同時,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果作為既有隧道影響區(qū)劃分的參考。研究結論可作為今后類似工程設計和施工的參考。
【關鍵詞】：超小中加巖 立交隧道 既有隧道 影響分區(qū)
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 國內外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 近接隧道施工力學原理研究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 本論文的主要研究內容及技術路線15-17
• 第二章 隧道圍巖與結構數(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 屈服準則18-24
• 2.2.1 Tresca屈服準則19-20
• 2.2.2 Mises屈服準則20-21
• 2.2.3 Mohr-Coulomb準則21-22
• 2.2.4 Drucker-Prager準則22-24
• 2.3 有限元數(shù)值分析過程24-27
• 2.3.1 離散化結構24
• 2.3.2 選擇位移模式24-25
• 2.3.3 分析單元的力學特性25-27
• 2.3.4 集合所有單元,建立整個結構的平衡方程27
• 2.3.5 求解未知節(jié)點位移和計算單元應力27
• 2.3.6 對己求出的位移和應力進行整理分析，得出所要的結果27
• 2.4 本章小結27-28
• 第三章 超小中夾巖隧道計算模型28-35
• 3.1 隧道凈斷面的確定28-29
• 3.2 襯砌結構及支護參數(shù)的擬定29
• 3.3 隧道開挖方式的比選29-30
• 3.3.1 雙側壁導坑法29-30
• 3.3.2 上下臺階法30
• 3.4 有限元模型30-32
• 3.5 邊界條件32-33
• 3.6 計算參數(shù)33
• 3.7 計算分步33-34
• 3.8 本章小結34-35
• 第四章 超小中夾巖條件下既有隧道襯砌結構位移場35-85
• 4.1 新建上穿隧道引起下方既有隧道位移場變化規(guī)律分析35-57
• 4.1.1 下方既有隧道襯砌結構豎向位移分析37-47
• 4.1.2 下方既有隧道襯砌結構橫向位移分析47-57
• 4.2 新建下穿隧道引起既有隧道位移場變化57-79
• 4.2.1 上方既有隧道襯砌結構豎向位移分析58-68
• 4.2.2 上方既有隧道襯砌結構橫向位移分析68-79
• 4.3 本章小結79-85
• 第五章 超小中夾巖條件下既有隧道襯砌結構應力場85-144
• 5.1 襯砌結構應力介紹和影響區(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構應力場變化規(guī)律87-115
• 5.2.1 Ⅲ級圍巖強工況下，下方既有隧道襯砌結構應力變化88-95
• 5.2.2 Ⅲ級圍巖弱工況下，下方既有隧道襯砌結構應力變化95-102
• 5.2.3 Ⅳ級圍巖弱工況下，下方既有隧道襯砌結構應力變化102-108
• 5.2.4 Ⅴ級圍巖工況下，下方既有隧道襯砌結構應力變化108-115
• 5.3 新建下穿隧道引起上方既有隧道襯砌結構應力場變化規(guī)律115-141
• 5.3.1 Ⅲ級圍巖強工況下，上方既有隧道襯砌結構應力變化115-121
• 5.3.2 Ⅲ級圍巖弱工況下，上方既有隧道襯砌結構應力變化121-128
• 5.3.3 Ⅳ級圍巖弱工況下，上方既有隧道襯砌結構應力變化128-134
• 5.3.4 Ⅴ級圍巖弱工況下，上方既有隧道襯砌結構應力變化134-141
• 5.4 本章小結141-144
• 第六章 結論144-149
• 6.1 結論144-146
• 6.2 主要創(chuàng)新點146-147
• 6.3 展望147-149
• 致謝149-150
• 參考文獻150-153
• 攻讀學位期間發(fā)表的論著及取得的科研成果153

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