高速公路黄土隧道仰拱开裂原因分析

发布时间：2024-09-27 20:50

　　近年来,随着我国西部大开发战略的实施,使得西部地区的基础设施工程建设大规模展开,特别是高速铁路、高速公路建设得到快速发展。我国西部是一个多山的地区,著名的黄土高原就坐落在西部。众所周知,在黄土隧道施工过程中主要会面临拱顶沉降量大、地表开裂、仰拱隆起、开裂等现象。某隧道在施工的过程中,出现地表开裂、塌陷、衬砌变形乃至隧道仰拱开裂现象。因此,本文将紧密结合该隧道的施工过程,对隧道衬砌结构受力特性以及变形特性进行试验研究,探讨引起该隧道仰拱开裂的原因。本文以兰州南绕城高速公路某隧道为工程背景,开展的工作及得出的结论如下:(1)通过分析本项目的工程地质及水文地质特征,通过现场取样进行室内试验,得出围岩的物理力学参数。内力测试断面处围岩较松散,钢拱架间距为1m/榀,步距稍大。(2)在施工现场布设三个内力监测断面,第一个断面布设在标准段内,第二个断面布设在试验段内(试验段设置临时仰拱且仰拱有配筋),另外一个为临时仰拱测试断面。通过对测试数据的分析,发现围岩压力值普遍较大,填充层左右两端处于受压状态,中部处于受拉状态,且填充层中部混凝土所受拉应力值超过其抗拉强度。仰拱增加配筋后,填充层表面的裂缝宽度明...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1、绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与方法
2、隧道工程概况
    2.1 工程地质
    2.2 水文地质
    2.3 衬砌结构设计
    2.4 施工方法
    2.5 本章小结
3、围岩物理力学参数试验研究
    3.1 密度试验
    3.2 含水率试验
    3.3 液、塑限试验
    3.4 无侧限抗压强度试验
    3.5 直剪试验
    3.6 本章小结
4、衬砌结构受力特性试验研究
    4.1 监测方案
    4.2 测试项目
    4.3 测试点布置
    4.4 衬砌结构受力特性测试结果分析
        4.4.1 围岩压力
        4.4.2 钢拱架应力
        4.4.3 一次衬砌混凝土应力
        4.4.4 二衬压力
        4.4.5 钢筋应力
        4.4.6 二次衬砌混凝土应力
        4.4.7 回填层混凝土应力
        4.4.8 临时仰拱
    4.5 隧道变形分析
    4.6 地表沉降
    4.7 本章小结
5、黄土隧道双层模筑法施工过程数值模拟
    5.1 前言
    5.2 计算模型
    5.3 材料物理力学参数
    5.4 计算假设
    5.5 施工步骤
    5.6 计算结果分析
        5.6.1 一次衬砌拱顶沉降
        5.6.2 一次衬砌拱腰水平位移
        5.6.3 钢拱架变形特征
        5.6.4 二次衬砌变形特征
        5.6.5 填充层变形特征
        5.6.6 围岩位移场
    5.7 数值模拟结果小结
6、黄土隧道仰拱受力特征分析
    6.1 前言
    6.2 隧道仰拱实例
    6.3 工况一计算过程及结果
    6.4 工况二计算过程及结果
    6.5 本章小结
7、结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士研究生期间参与的科研项目及取得的成果



本文编号：4006178