本文關(guān)鍵詞：老安山淺埋軟巖大跨隧道施工力學(xué)行為研究

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【摘要】：近幾年,我國(guó)高速鐵路事業(yè)的蓬勃發(fā)展,促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和緩解了交通的擁堵,但一大批大跨度隧道也涌現(xiàn)出來(lái),而且許多都處于不良的巖體中。相比于一般的隧道,大跨度隧道在設(shè)計(jì)施工中存在很多困難和風(fēng)險(xiǎn),也無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范參考,具有一定盲目性。因此,研究這類隧道開挖和支護(hù)過(guò)程的力學(xué)特性并選擇合理的施工方法尤為重要。本文依托于西(安)成(都)客專老安山隧道出口大跨段工程,通過(guò)理論分析和ANSYS數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)隧道在采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖時(shí)的拱頂沉降、底部隆起、周邊收斂、圍巖以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)進(jìn)行了細(xì)致的分析,為施工重點(diǎn)部位進(jìn)行了理論指導(dǎo),也證明了老安山隧道出口大跨段在采用現(xiàn)場(chǎng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系下,設(shè)計(jì)的開挖方法完全能夠滿足隧道結(jié)構(gòu)的安全要求。本文也對(duì)現(xiàn)場(chǎng)改進(jìn)的開挖方法四臺(tái)階結(jié)合雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行了模擬研究,對(duì)比雙側(cè)壁導(dǎo)坑法發(fā)現(xiàn),在保證隧道穩(wěn)定安全的前提下,四臺(tái)階結(jié)合雙側(cè)壁導(dǎo)坑法能加快施工進(jìn)度,降低工程成本,是可行的施工方法。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控量測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn),模擬結(jié)果與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整體趨勢(shì)基本一致,該理論可為工程的施工提供一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：大跨度隧道 力學(xué)特性 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法 四臺(tái)階結(jié)合雙側(cè)壁導(dǎo)坑法 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U451;U455
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 選題背景及意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外大跨度隧道的研究現(xiàn)狀8-13
• 1.2.1 大跨隧道的發(fā)展及工程實(shí)例8-10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容、方法和目標(biāo)13-15
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容13
• 1.3.2 研究方法13-14
• 1.3.3 研究目標(biāo)14-15
• 第二章 淺埋軟巖大跨度隧道基本力學(xué)理論和模擬的實(shí)現(xiàn)15-25
• 2.1 概述15-16
• 2.1.1 深淺埋劃分15
• 2.1.2 軟弱圍巖的特點(diǎn)15-16
• 2.1.3 大跨度隧道判定16
• 2.2 大跨度隧道基本力學(xué)理論16-19
• 2.2.1 大跨度隧道力學(xué)特性16-17
• 2.2.2 大跨度隧道的近似計(jì)算模型17-18
• 2.2.3 大跨度隧道圍巖穩(wěn)定性影響因素18-19
• 2.3 數(shù)值模擬基本理論19-20
• 2.4 ANSYS模擬隧道施工過(guò)程的實(shí)現(xiàn)20-22
• 2.4.1 初始地應(yīng)力的模擬21
• 2.4.2 邊界條件及計(jì)算范圍選取21-22
• 2.5 初期支護(hù)模擬及等效處理22-24
• 2.5.1 超前管棚的模擬22-23
• 2.5.2 錨桿的模擬23
• 2.5.3 噴射混凝土初期支護(hù)層的模擬23
• 2.5.4 鋼拱架的彈性模量折算23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第三章 老安山隧道出口大跨段施工力學(xué)行為數(shù)值模擬25-71
• 3.1 本文依托工程概況25-27
• 3.1.1 工程概況25
• 3.1.2 工程地質(zhì)25-27
• 3.2 老安山隧道出口大跨段設(shè)計(jì)和支護(hù)方式27
• 3.3 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法計(jì)算模型及材料參數(shù)27-29
• 3.3.1 圍巖及結(jié)構(gòu)物理力學(xué)參數(shù)27-28
• 3.3.2 ANSYS模型28-29
• 3.4 施工步驟及監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置29-31
• 3.4.1 施工步驟設(shè)置29-31
• 3.4.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置31
• 3.5 模擬計(jì)算結(jié)果及分析31-50
• 3.5.1 隧道圍巖應(yīng)力分析31-36
• 3.5.2 隧道圍巖位移分析36-44
• 3.5.3 初期支護(hù)應(yīng)力分析44-48
• 3.5.4 圍巖塑性區(qū)分析48-50
• 3.6 四臺(tái)階結(jié)合雙側(cè)壁導(dǎo)坑法模擬計(jì)算結(jié)果及分析50-63
• 3.6.1 四臺(tái)階結(jié)合雙側(cè)壁導(dǎo)坑法模型建立50-51
• 3.6.2 施工步驟設(shè)置51-52
• 3.6.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置52-53
• 3.6.4 模擬計(jì)算結(jié)果及分析53-63
• 3.7 兩種施工方法對(duì)比分析63-69
• 3.7.1 數(shù)值模擬對(duì)比分析63-68
• 3.7.2 實(shí)際施工中的比較68-69
• 3.8 本章小結(jié)69-71
• 第四章 老安山隧道出口大跨段現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析71-78
• 4.1 施工中的監(jiān)控量測(cè)71-73
• 4.1.1 量測(cè)項(xiàng)目71
• 4.1.2 量測(cè)目的71-72
• 4.1.3 測(cè)點(diǎn)布置72-73
• 4.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)成果分析73-77
• 4.2.1 隧道周邊位移73-75
• 4.2.2 圍巖與初支接觸壓力和鋼架應(yīng)力75-77
• 4.3 本章小結(jié)77-78
• 第五章 結(jié)論與展望78-80
• 5.1 結(jié)論78-79
• 5.2 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 致謝83-84
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84

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本文編號(hào)：645804