不同工况下高速公路隧道竖井施工方案适用性研究
发布时间：2021-12-11 00:21
随着公路隧道工程向着更大、更长、更深方向发展,隧道内通风困难的问题日益显现,采用竖井通风是目前隧道工程中常用的通风方式之一,其施工方案受隧址区水文地质条件、竖井直径及开挖深度等诸多因素影响,因此在不同地质与工程条件下,竖井工程所采用的施工方案也不尽相同。本文依托荣乌高速河北段营尔岭隧道排烟竖井工程,采用岩土通用有限元分析软件Midas GTS NX,建立三维竖井模型模拟营尔岭隧道排烟竖井的施工过程,结合现场实际勘察数据,基于模拟结果分析其施工方案的适用性及安全性;并为类似地质与工程条件下的竖井工程提供一定的参考价值。主要研究内容及所得结论如下:（1）对营尔岭隧道排烟竖井的实际施工方案进行数值模拟,并基于模拟结果对施工过程中竖井围岩和初期支护的稳定性进行评价。结果表明:竖井底部与连接横洞交界处围岩应力集中现象明显,易出现塑性区,施工时应适当加强该处支护强度;在竖井的开挖过程中,竖井周边围岩的最大竖向位移及水平位移均在围岩位移常规控制标准范围内;竖井井身段围岩应力与开挖深度呈正相关变化,但其最大应力值低于围岩单轴抗压强度;竖井初期支护在围岩等级变更处会出现明显的应力集中现象,在施工过程中应...
【文章来源】：烟台大学山东省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究问题的提出及意义
1.2.1 研究问题的提出
1.2.2 研究问题的意义
1.3 国内外竖井施工研究现状
1.3.1 竖井施工方案
1.3.2 反井法在国内外的应用与研究
1.3.3 竖井衬砌支护在国内外的应用与研究现状
1.3.4 竖井滑模法施工的应用与研究现状
1.4 研究内容、方法及路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
1.4.3 研究路线
2 营尔岭隧道工程概况及竖井施工方案
2.1 荣成-乌海高速公路简介
2.2 隧址区工程地质条件
2.2.1 工程地质特征
2.2.2 隧址区工程地质评价
2.3 营尔岭隧道及竖井设计概况
2.3.1 营尔岭隧道设计概况
2.3.2 营尔岭隧道竖井设计概况
2.4 营尔岭隧道竖井施工方案
3 营尔岭隧道竖井施工方案适用性研究
3.1 数值模拟的实现
3.1.1 软件简介
3.1.2 屈服准则的选取
3.1.3 数值模拟过程的基本假设
3.1.4 数值模拟过程的控制
3.2 数值模型的建立
3.2.1 几何模型的建立
3.2.2 材料参数的选取
3.2.3 网格划分
3.2.4 分析设置
3.3 数值模拟结果分析
3.3.1 围岩塑性区分析
3.3.2 围岩的沉降分析
3.3.3 围岩的水平位移分析
3.3.4 围岩应力分析
3.3.5 竖井初期支护受力分析
3.4 现场监测数据
3.4.1 地表沉降监测及方法
3.4.2 地表沉降监测数据分析
3.5 本章小结
4 不同工况下竖井施工方案适用性研究
4.1 引言
4.2 不同直径下竖井施工方案适用性研究
4.2.1 围岩塑性区分析
4.2.2 围岩的沉降分析
4.2.3 围岩的水平位移分析
4.2.4 围岩应力分析
4.2.5 竖井初期支护受力分析
4.3 不同井深下竖井施工方案适用性研究
4.3.1 围岩塑性区分析
4.3.2 围岩的沉降分析
4.3.3 围岩的水平位移分析
4.3.4 围岩应力分析
4.3.5 竖井初期支护受力分析
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]深大竖井及转隧道正洞施工技术与安全分析[J]. 安永林,欧阳鹏博,彭立敏,吴波,胡文轩. 现代隧道技术. 2018(02)
[2]矿山深部工程FLAC3D初始地应力场生成的速度-应力边界法[J]. 刘俊广,陈庆发,尹庭昌. 金属矿山. 2018(03)
[3]复合式衬砌隧道的总安全系数设计方法探讨[J]. 肖明清. 铁道工程学报. 2018(01)
[4]公路隧道工程应用新奥法施工的实践研究论述[J]. 虞攀,王韶. 科技创新导报. 2017(28)
[5]各向异性片岩隧道支护结构承载力学特性研究[J]. 孔凡水,左昌群,李涛,侯东波. 长江科学院院报. 2017(06)
[6]特长公路隧道地下风机房设计与创新[J]. 陈光明,杨转运,康明. 现代隧道技术. 2016(01)
[7]巴基斯坦N-J水电工程调压竖井滑模的设计与施工技术[J]. 廖湘辉,周恒,赵楚,余维,韦仕龙. 水利水电技术. 2016(01)
[8]我国高速公路发展的总体判断和“十三五”时期发展重点[J]. 郑育彬,韩先科. 综合运输. 2015(05)
[9]特长公路隧道斜井、竖井设计技术与经验[J]. 陈光明,韦薇,胡益华. 隧道建设. 2015(04)
[10]地铁小竖井转横通道施工大跨隧道数值模拟分析[J]. 白铭海,吉小明. 地下空间与工程学报. 2015(02)
博士论文
[1]复杂地质条件下富水区域帷幕注浆技术研究及应用[D]. 何兵.重庆大学 2017
[2]大直径反井钻机关键技术研究[D]. 刘志强.北京科技大学 2015
[3]深基坑支护细部结构优化及应用研究[D]. 丁敏.重庆大学 2012
[4]环—梁分载计算理论及圆形工作井结构性状分析[D]. 宋金良.浙江大学 2004
硕士论文
[1]深埋长大公路隧道主要工程地质问题分析及对策研究[D]. 韩吉珅.烟台大学 2017
[2]浅埋大跨度公路隧道软弱围岩段集中坍塌原因分析及处置措施研究[D]. 顾洋.烟台大学 2017
[3]公路隧道大口径深竖井施工技术及支护参数研究[D]. 李广健.长安大学 2017
[4]非洲某内燃牵引单线重载铁路特长隧道运营通风研究[D]. 蒋尧.西南交通大学 2017
[5]基于数值实验的隧道全程围岩稳定性智能评价研究[D]. 袁性涵.重庆大学 2016
[6]超小中夹岩厚度条件下既有隧道力学特性研究[D]. 杨冬.重庆交通大学 2016
[7]偏压双连拱隧道合理开挖与支护方式研究[D]. 陈蒙.烟台大学 2016
[8]隧道双层支护及双层衬砌试验研究[D]. 黄新梅.长安大学 2014
[9]深厚第四系流砂层竖井井筒稳定性研究[D]. 钟应伟.湖南科技大学 2013
[10]三车道公路隧道围岩分级及其支护参数研究[D]. 袁镜文.重庆交通大学 2013
本文编号：3533666
【文章来源】：烟台大学山东省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究问题的提出及意义
1.2.1 研究问题的提出
1.2.2 研究问题的意义
1.3 国内外竖井施工研究现状
1.3.1 竖井施工方案
1.3.2 反井法在国内外的应用与研究
1.3.3 竖井衬砌支护在国内外的应用与研究现状
1.3.4 竖井滑模法施工的应用与研究现状
1.4 研究内容、方法及路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
1.4.3 研究路线
2 营尔岭隧道工程概况及竖井施工方案
2.1 荣成-乌海高速公路简介
2.2 隧址区工程地质条件
2.2.1 工程地质特征
2.2.2 隧址区工程地质评价
2.3 营尔岭隧道及竖井设计概况
2.3.1 营尔岭隧道设计概况
2.3.2 营尔岭隧道竖井设计概况
2.4 营尔岭隧道竖井施工方案
3 营尔岭隧道竖井施工方案适用性研究
3.1 数值模拟的实现
3.1.1 软件简介
3.1.2 屈服准则的选取
3.1.3 数值模拟过程的基本假设
3.1.4 数值模拟过程的控制
3.2 数值模型的建立
3.2.1 几何模型的建立
3.2.2 材料参数的选取
3.2.3 网格划分
3.2.4 分析设置
3.3 数值模拟结果分析
3.3.1 围岩塑性区分析
3.3.2 围岩的沉降分析
3.3.3 围岩的水平位移分析
3.3.4 围岩应力分析
3.3.5 竖井初期支护受力分析
3.4 现场监测数据
3.4.1 地表沉降监测及方法
3.4.2 地表沉降监测数据分析
3.5 本章小结
4 不同工况下竖井施工方案适用性研究
4.1 引言
4.2 不同直径下竖井施工方案适用性研究
4.2.1 围岩塑性区分析
4.2.2 围岩的沉降分析
4.2.3 围岩的水平位移分析
4.2.4 围岩应力分析
4.2.5 竖井初期支护受力分析
4.3 不同井深下竖井施工方案适用性研究
4.3.1 围岩塑性区分析
4.3.2 围岩的沉降分析
4.3.3 围岩的水平位移分析
4.3.4 围岩应力分析
4.3.5 竖井初期支护受力分析
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]深大竖井及转隧道正洞施工技术与安全分析[J]. 安永林,欧阳鹏博,彭立敏,吴波,胡文轩. 现代隧道技术. 2018(02)
[2]矿山深部工程FLAC3D初始地应力场生成的速度-应力边界法[J]. 刘俊广,陈庆发,尹庭昌. 金属矿山. 2018(03)
[3]复合式衬砌隧道的总安全系数设计方法探讨[J]. 肖明清. 铁道工程学报. 2018(01)
[4]公路隧道工程应用新奥法施工的实践研究论述[J]. 虞攀,王韶. 科技创新导报. 2017(28)
[5]各向异性片岩隧道支护结构承载力学特性研究[J]. 孔凡水,左昌群,李涛,侯东波. 长江科学院院报. 2017(06)
[6]特长公路隧道地下风机房设计与创新[J]. 陈光明,杨转运,康明. 现代隧道技术. 2016(01)
[7]巴基斯坦N-J水电工程调压竖井滑模的设计与施工技术[J]. 廖湘辉,周恒,赵楚,余维,韦仕龙. 水利水电技术. 2016(01)
[8]我国高速公路发展的总体判断和“十三五”时期发展重点[J]. 郑育彬,韩先科. 综合运输. 2015(05)
[9]特长公路隧道斜井、竖井设计技术与经验[J]. 陈光明,韦薇,胡益华. 隧道建设. 2015(04)
[10]地铁小竖井转横通道施工大跨隧道数值模拟分析[J]. 白铭海,吉小明. 地下空间与工程学报. 2015(02)
博士论文
[1]复杂地质条件下富水区域帷幕注浆技术研究及应用[D]. 何兵.重庆大学 2017
[2]大直径反井钻机关键技术研究[D]. 刘志强.北京科技大学 2015
[3]深基坑支护细部结构优化及应用研究[D]. 丁敏.重庆大学 2012
[4]环—梁分载计算理论及圆形工作井结构性状分析[D]. 宋金良.浙江大学 2004
硕士论文
[1]深埋长大公路隧道主要工程地质问题分析及对策研究[D]. 韩吉珅.烟台大学 2017
[2]浅埋大跨度公路隧道软弱围岩段集中坍塌原因分析及处置措施研究[D]. 顾洋.烟台大学 2017
[3]公路隧道大口径深竖井施工技术及支护参数研究[D]. 李广健.长安大学 2017
[4]非洲某内燃牵引单线重载铁路特长隧道运营通风研究[D]. 蒋尧.西南交通大学 2017
[5]基于数值实验的隧道全程围岩稳定性智能评价研究[D]. 袁性涵.重庆大学 2016
[6]超小中夹岩厚度条件下既有隧道力学特性研究[D]. 杨冬.重庆交通大学 2016
[7]偏压双连拱隧道合理开挖与支护方式研究[D]. 陈蒙.烟台大学 2016
[8]隧道双层支护及双层衬砌试验研究[D]. 黄新梅.长安大学 2014
[9]深厚第四系流砂层竖井井筒稳定性研究[D]. 钟应伟.湖南科技大学 2013
[10]三车道公路隧道围岩分级及其支护参数研究[D]. 袁镜文.重庆交通大学 2013
本文编号：3533666
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