大断面浅埋复杂偏压小净距隧道围岩应力计算及施工力学研究
发布时间：2020-12-19 17:46
当前,我国西南地区的城市交通基础设施建设进入蓬勃开发阶段,为保证城市空间得到有效利用,各种类型的小净距隧道被设计和建设,为补充特殊偏压小净距隧道的理论研究,本文基于大断面浅埋复杂偏压小净距隧道的特殊偏压模式,依托实际隧道工程,综合运用理论分析、现场监测、数值模拟等研究手段,对大断面浅埋复杂偏压小净距隧道的围岩应力计算方法、净距优化、施工力学时空效应及施工方案优化等方面进行研究,主要内容如下:(1)在已有隧道围岩应力计算理论的基础上,针对大断面浅埋复杂偏压小净距隧道的结构受力特点,分析了大断面浅埋复杂偏压小净距隧道的围岩受力模式,推导出大断面浅埋复杂偏压小净距隧道的围岩应力计算公式,结合数值模拟并比较模拟值与理论计算值,验证了理论计算公式的可靠性。(2)借助数值模拟方法针对隧道不同净距、围岩级别、最小隧道埋深及地表坡度等不同工况建立二维数值模型,并结合理论计算方法对大断面浅埋复杂偏压小净距隧道的围岩应力演变规律及支护结构受力状态进行深入剖析;在公路隧道设计规范中规定的合理净距标准下,分析了不同围岩级别下不同净距时隧道的施工力学效应,比较各项力学指标,优化得到不同围岩级别下大断面浅埋复杂偏...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
西南科技大学硕士学位论文12图2-1浅埋隧道假定破坏模式及荷载计算示意图Fig.2-1Assumedfailuremodeandloadcalculationdiagramofshallowtunnel由图可知，隧道拱顶垂直压力Q：TWTWQsin22（2-10）根据正弦定理计算得：190sinsinWTcc（2-11）tan211hhW（2-12）cos212hT（2-13）联立（2-11）、（2-12）、（2-13）求解得：tantantantantan1tantantanccc（2-14）tantantan1tantantan2cccc（2-15）式中：h——隧道底部到地表的距离（m）；——破裂面的破裂角（°）；——隧道水平侧压力系数。通过求导公式（2-14），可得的极值，从而得到T的极大值，代入公式（2-10），可以计算出拱顶垂直压力Q。sin22QhW（2-16）另外，通常隧道高度GC比覆土层高度EG小，衬砌结构的摩擦角与土体不同，且为保证隧道结构的安全性，可使拱顶垂直荷载变大，摩阻力T不计隧道部分，将h值替换为H值。
2大断面浅埋复杂偏压小净距隧道的围岩应力理论计算研究13tansin22HBHHWQt（2-17）因此，洞顶均布荷载如下：tan1ttBHHBQq（2-18）式中：tB——隧道地面宽度（m）；隧道水平侧压力：heHe21（2-19）图2-2浅埋隧道荷载分布示意图Fig.2-2Schematicdiagramofloaddistributionofshallowburiedtunnel2.3浅埋偏压小净距隧道理论计算方法关于浅埋偏压小净距隧道相关理论计算方法，从规范中单洞偏压隧道的荷载计算，到各研究人员对浅埋小净距隧道、浅埋单侧偏压小净距隧道、浅埋双侧偏压小净距隧道的围岩应力理论计算公式的推导均一一列举如下：1）单洞偏压隧道计算方法图2-3单洞偏压隧道荷载分布示意图Fig.2-3Loaddistributiondiagramofsingletunnelwitheccentricpressure
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅埋小净距公路隧道围岩压力分布规律[J]. 孙振宇,张顶立,房倩,粟威. 中国公路学报. 2018(09)
[2]小净距隧道群稳定性判定因素及施工顺序优化研究[J]. 杜德持,王渭明,刘鹏,吕显州,张为社. 长江科学院院报. 2018(04)
[3]水平地震力作用下浅埋偏压隧道围岩压力的简化理论分析[J]. 张治国,徐晓洋,赵其华. 岩土力学. 2016(S2)
[4]陡坡偏压小净距隧道合理施工方法研究[J]. 李伟平,邓学斌,王薇,谢宝超,邹江海. 铁道科学与工程学报. 2016(06)
[5]并行隧道顺序开挖围岩及衬砌承载行为分析[J]. 杨凯,吴顺川,吴庆良,宋伟超,王强志. 地下空间与工程学报. 2015(S1)
[6]浅埋偏压隧道围岩压力上限法解析解[J]. 邱业建,彭立敏,雷明锋. 土木工程学报. 2015(06)
[7]超大断面黄土公路隧道围岩压力计算方法分析[J]. 王春浩. 现代隧道技术. 2015(03)
[8]某双洞八车道隧道小净距优化的数值分析[J]. 周惠. 公路工程. 2014(03)
[9]变权欧氏距离模型在边坡稳定性评价中的应用[J]. 乔景顺. 长江科学院院报. 2013(07)
[10]隧道稳定性分析与设计方法讲座之一:隧道围岩压力理论进展与破坏机制研究[J]. 郑颖人,王永甫. 隧道建设. 2013(06)
博士论文
[1]非对称小净距隧道施工力学行为研究[D]. 何珺.北京交通大学 2018
[2]超大断面小净距隧道施工围岩空间变形与荷载释放机制及工程应用[D]. 王康.山东大学 2017
[3]浅埋偏压隧道围岩压力与开挖进尺优化的极限分析方法[D]. 王立川.中南大学 2011
[4]扁平特大断面公路隧道荷载模式及应用研究[D]. 曲海锋.同济大学 2007
硕士论文
[1]特大断面小净距隧道支护力学特性及施工方法研究[D]. 杜文涛.北京交通大学 2017
[2]大断面小净距隧道施工力学行为研究[D]. 周惠.湖南大学 2014
[3]浅埋双侧偏压小净距隧道围岩压力及施工力学效应研究[D]. 张建.重庆大学 2012
[4]山岭隧道围岩压力计算方法及其适用性研究[D]. 伍冬.北京交通大学 2012
[5]米家寨隧道施工力学及其空间效应研究[D]. 刘元锋.重庆大学 2010
[6]通透肋式拱梁隧道变形规律分析与结构荷载简化模型[D]. 周博.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008
[7]浅埋偏压小净距隧道围岩压力及施工力学研究[D]. 彭琦.中南大学 2008
[8]公路小净距隧道相似模型试验研究[D]. 田志宇.西南交通大学 2006
[9]小净隧道最小安全净距与连拱隧道中墙优化研究[D]. 鲁彪.长安大学 2004
本文编号：2926315
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
西南科技大学硕士学位论文12图2-1浅埋隧道假定破坏模式及荷载计算示意图Fig.2-1Assumedfailuremodeandloadcalculationdiagramofshallowtunnel由图可知，隧道拱顶垂直压力Q：TWTWQsin22（2-10）根据正弦定理计算得：190sinsinWTcc（2-11）tan211hhW（2-12）cos212hT（2-13）联立（2-11）、（2-12）、（2-13）求解得：tantantantantan1tantantanccc（2-14）tantantan1tantantan2cccc（2-15）式中：h——隧道底部到地表的距离（m）；——破裂面的破裂角（°）；——隧道水平侧压力系数。通过求导公式（2-14），可得的极值，从而得到T的极大值，代入公式（2-10），可以计算出拱顶垂直压力Q。sin22QhW（2-16）另外，通常隧道高度GC比覆土层高度EG小，衬砌结构的摩擦角与土体不同，且为保证隧道结构的安全性，可使拱顶垂直荷载变大，摩阻力T不计隧道部分，将h值替换为H值。
2大断面浅埋复杂偏压小净距隧道的围岩应力理论计算研究13tansin22HBHHWQt（2-17）因此，洞顶均布荷载如下：tan1ttBHHBQq（2-18）式中：tB——隧道地面宽度（m）；隧道水平侧压力：heHe21（2-19）图2-2浅埋隧道荷载分布示意图Fig.2-2Schematicdiagramofloaddistributionofshallowburiedtunnel2.3浅埋偏压小净距隧道理论计算方法关于浅埋偏压小净距隧道相关理论计算方法，从规范中单洞偏压隧道的荷载计算，到各研究人员对浅埋小净距隧道、浅埋单侧偏压小净距隧道、浅埋双侧偏压小净距隧道的围岩应力理论计算公式的推导均一一列举如下：1）单洞偏压隧道计算方法图2-3单洞偏压隧道荷载分布示意图Fig.2-3Loaddistributiondiagramofsingletunnelwitheccentricpressure
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅埋小净距公路隧道围岩压力分布规律[J]. 孙振宇,张顶立,房倩,粟威. 中国公路学报. 2018(09)
[2]小净距隧道群稳定性判定因素及施工顺序优化研究[J]. 杜德持,王渭明,刘鹏,吕显州,张为社. 长江科学院院报. 2018(04)
[3]水平地震力作用下浅埋偏压隧道围岩压力的简化理论分析[J]. 张治国,徐晓洋,赵其华. 岩土力学. 2016(S2)
[4]陡坡偏压小净距隧道合理施工方法研究[J]. 李伟平,邓学斌,王薇,谢宝超,邹江海. 铁道科学与工程学报. 2016(06)
[5]并行隧道顺序开挖围岩及衬砌承载行为分析[J]. 杨凯,吴顺川,吴庆良,宋伟超,王强志. 地下空间与工程学报. 2015(S1)
[6]浅埋偏压隧道围岩压力上限法解析解[J]. 邱业建,彭立敏,雷明锋. 土木工程学报. 2015(06)
[7]超大断面黄土公路隧道围岩压力计算方法分析[J]. 王春浩. 现代隧道技术. 2015(03)
[8]某双洞八车道隧道小净距优化的数值分析[J]. 周惠. 公路工程. 2014(03)
[9]变权欧氏距离模型在边坡稳定性评价中的应用[J]. 乔景顺. 长江科学院院报. 2013(07)
[10]隧道稳定性分析与设计方法讲座之一:隧道围岩压力理论进展与破坏机制研究[J]. 郑颖人,王永甫. 隧道建设. 2013(06)
博士论文
[1]非对称小净距隧道施工力学行为研究[D]. 何珺.北京交通大学 2018
[2]超大断面小净距隧道施工围岩空间变形与荷载释放机制及工程应用[D]. 王康.山东大学 2017
[3]浅埋偏压隧道围岩压力与开挖进尺优化的极限分析方法[D]. 王立川.中南大学 2011
[4]扁平特大断面公路隧道荷载模式及应用研究[D]. 曲海锋.同济大学 2007
硕士论文
[1]特大断面小净距隧道支护力学特性及施工方法研究[D]. 杜文涛.北京交通大学 2017
[2]大断面小净距隧道施工力学行为研究[D]. 周惠.湖南大学 2014
[3]浅埋双侧偏压小净距隧道围岩压力及施工力学效应研究[D]. 张建.重庆大学 2012
[4]山岭隧道围岩压力计算方法及其适用性研究[D]. 伍冬.北京交通大学 2012
[5]米家寨隧道施工力学及其空间效应研究[D]. 刘元锋.重庆大学 2010
[6]通透肋式拱梁隧道变形规律分析与结构荷载简化模型[D]. 周博.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008
[7]浅埋偏压小净距隧道围岩压力及施工力学研究[D]. 彭琦.中南大学 2008
[8]公路小净距隧道相似模型试验研究[D]. 田志宇.西南交通大学 2006
[9]小净隧道最小安全净距与连拱隧道中墙优化研究[D]. 鲁彪.长安大学 2004
本文编号：2926315
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/2926315.html
