本文關(guān)鍵詞：單護盾TBM在引洮7~#隧洞中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：引洮供水工程是甘肅省繼引大入秦工程后,又一個具有跨時代意義的宏偉工程,解決了甘肅中西部干旱地區(qū)的缺水問題。7#隧洞是引洮工程中極具典型的長大深埋隧洞,其使用的單護盾TBM掘進機在我國水利工程屬于首例,開創(chuàng)了單護盾TBM隧洞施工的先河,具有很大的研究價值。作者在TBM施工階段進入施工現(xiàn)場,進行了大量隧洞資料的搜集和整理工作。對引洮工程數(shù)十年積累的工程地質(zhì)勘察資料進行整理分析,并結(jié)合本次工程中地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)對該隧洞地質(zhì)情況做了詳細的歸納、總結(jié)。同時閱讀了大量有關(guān)TBM隧洞施工的書籍和優(yōu)秀碩博論文,為本論文的撰寫和研究方法做了準備。論文從以下幾個方面進行了研究:(1)詳細的介紹了TBM掘進機的發(fā)展應(yīng)用狀況、TBM分類和適用條件,TBM設(shè)備組成及破巖機理,系統(tǒng)分析影響TBM掘進性能的主要參數(shù)。(2)從引洮7#隧洞設(shè)計、施工、工程地質(zhì)、經(jīng)濟性和施工工期情況,詳細分析TBM掘進機選型的基本原則,選擇出適合該工程施工的單護盾TBM掘進機。(3)采用經(jīng)典普氏壓力拱理論對隧洞管片環(huán)進行圍巖壓力計算,選擇了適合圍巖—管片襯砌結(jié)構(gòu)的梁—彈簧模型理論,并借助ANSYS有限元軟件對引洮7#隧洞管片環(huán)的變形和內(nèi)力進行了分析研究。(4)結(jié)合引洮供水工程7#隧洞工程資料,采用有限元Drucker-Prager屈服準則和ANSYS軟件中的單元“生死”技術(shù)對隧洞的開挖過程進行三維數(shù)值模擬,并分析了開挖前后圍巖的應(yīng)力變形情況、開挖不同階段圍巖的應(yīng)力變形和管片襯砌的受力情況。(5)分析引洮7#隧洞TBM在不良地質(zhì)洞段地質(zhì)災(zāi)害情況,針對不同地質(zhì)災(zāi)害提出的整改措施,選擇出適宜該隧洞的施工技術(shù)和施工方法。
【關(guān)鍵詞】：7#隧洞 單護盾TBM Drucker-Prager準則 管片環(huán) “生死”技術(shù) 隧洞開挖 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV554
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 隧洞工程施工探討9-11
• 1.2.1 施工方法探討9-10
• 1.2.2 現(xiàn)代隧洞工程特點10-11
• 1.3 TBM技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用11-14
• 1.4 TBM管片襯砌法14-15
• 1.5 研究內(nèi)容15-17
• 2 TBM組成結(jié)構(gòu)及工作原理17-30
• 2.1 TBM的基本結(jié)構(gòu)17-19
• 2.1.1 TBM主機系統(tǒng)18-19
• 2.1.2 TBM后配套系統(tǒng)組成19
• 2.2 TBM的分類19-21
• 2.3 TBM破巖原理21
• 2.4 工程概況21-29
• 2.4.1 工程地質(zhì)條件22-23
• 2.4.2 TBM的選型23-25
• 2.4.3 TBM掘進段分段地質(zhì)描述25-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 管片襯砌設(shè)計理論與計算方法研究30-42
• 3.1 管片設(shè)計模型理論比較30-37
• 3.1.1 慣用法及修正慣用法30-33
• 3.1.2 梁一彈簧模型33-37
• 3.2 管片襯砌荷載計算方法37-39
• 3.2.1 圍巖壓力37-38
• 3.2.2 管片自重38
• 3.2.3 地基反力38-39
• 3.2.4 施工荷載39
• 3.3 管片襯砌有限元分析理論39-41
• 3.3.1 有限元理論及ANSYS軟件介紹39
• 3.3.2 等效節(jié)點荷載39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 4 TBM深埋輸水隧洞管片應(yīng)力變形分析42-47
• 4.1 管片襯砌荷載計算42-43
• 4.1.1 圍巖壓力的計算42
• 4.1.2 管片自重的計算42-43
• 4.2 有限元模型43-44
• 4.3 有限元計算及結(jié)果及其分析44-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 5 TBM施工過程ANSYS模擬的實現(xiàn)47-59
• 5.1 單元生死屬性47
• 5.2 Drucker-Prager準則47-49
• 5.3 建立有限元模型49-50
• 5.3.1 計算范圍和邊界條件49-50
• 5.3.2 材料參數(shù)50
• 5.4 隧洞開挖過程ANSYS數(shù)值分析50-58
• 5.4.1 隧洞開挖前后圍巖變形情況50-52
• 5.4.2 隧洞開挖過程數(shù)值模擬52-58
• 5.4.2.1 開挖過程圍巖變形規(guī)律52-56
• 5.4.2.2 管片環(huán)應(yīng)力分析56-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 6 TBM不良地質(zhì)條件下隧洞施工措施59-66
• 6.1 TBM隧洞不良地質(zhì)情況59-60
• 6.1.1 含水疏松砂層地質(zhì)情況59-60
• 6.1.2 含水疏松砂層TBM機“載頭”現(xiàn)象60
• 6.1.3 管片安裝完成后出現(xiàn)大量裂縫60
• 6.2 TBM不良地質(zhì)條件下隧洞施工措施60-65
• 6.2.1 TBM刀盤和盾殼新方案設(shè)計61-62
• 6.2.2 TBM不良地質(zhì)條件下隧洞施工措施62-63
• 6.2.3 管片裂縫的補救措施63-65
• 6.3 本章總結(jié)65-66
• 7 展望與結(jié)論66-68
• 7.1 結(jié)論66
• 7.2 展望66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-71
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果71
• 攻讀學(xué)位期間的參與的項目71

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本文編號：393897