金鸡山隧道原位2扩4围岩变形及可靠度研究

发布时间：2017-11-24 02:28

  本文关键词：金鸡山隧道原位2扩4围岩变形及可靠度研究

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【摘要】：近年来,随着人们出行量的增加,对交通需求量也愈来愈大,不仅仅是道路桥梁的需求,还有地下结构与隧道的需求,尤其大断面小净距隧道的发展更是大势所趋。而其中二扩四的隧道建设项目在实际工程中越来越常见,但迄今为止,对于大断面小净距二扩四的隧道建设项目的研究成果并不多,所以对隧道二扩四改扩建工程的研究亟待更多科研工作者时间和精力的投入奉献。二扩四隧道可靠度研究的对比工作一直没有相关研究成果。因此,将两个二扩四隧道的可靠度研究成果作对比分析,互相补充,互相验证,对扩挖隧道可靠度方面的研究内容加以完善,这样的科研课题的研究有重要意义。本文以福州金鸡山二扩四隧道工程为课题研究的背景,在对扩挖隧道现场实测数据的分析及各围岩参数的基础上,展开了两条研究思路:一是对二扩四原位扩挖过程在ANSYS大型通用软件上进行基于卸荷理论的三维数值模拟,对现场实测数据进行补充验证;二是在数值模拟得出的大量数据的基础上,展开隧道围岩的可靠度研究,并将金鸡山隧道的研究成果与前人大帽山扩挖隧道的可靠度研究成果进行对比分析。主要研究成果如下:1)以金鸡山扩挖四车道断面隧道和广州龙头山隧道分别为扩挖和新挖的代表进行了施工力学和位移性态的对比研究,原位扩挖四车道断面隧道虽然比新挖四车道断面隧道的最终接触应力值、钢支撑应力值都要大,但其先开挖侧45。处的接触拉压应力、钢支撑应力随施工步序的转换却没有新挖四车道断面隧道的频繁。2)与新建四车道(前欧隧道)的三维数值模拟结果相比:二扩四隧道后挖隧洞的塑性区最终集中分布于拱腰,而新建四车道及二扩四隧道先扩挖洞的塑性区最终集中分布于拱脚;二扩四隧道的初衬von mises应力最大值比新挖四车道的要大。3)2扩4隧道施工过程对原位隧道的影响不同于对相邻既有4车道的变形影响,原位隧道以周边收敛为主,而相邻既有4车道以竖向沉降为主,且邻近原位扩挖隧道的左侧偏压情况明显。4)通过对不同开挖顺序、不同进尺的工况进行数值模拟,得到不同的卸荷扰动区半径值,得出ABCD顺序进尺2m的施工方案是最佳方案。5)采用一次二阶矩法,基于遗传支持向量机法,由所求出的功能函数继而得出了金鸡山隧道扩挖工程最终的可靠指标为4.9697,验算点处的功能函数值只有0.0029,验证了模型的准确性。6)通过金鸡山与大帽山扩挖隧道可靠度研究成果的对比,分析归纳影响可靠指标值的因素有:样本因素(均值及变异系数)、隧道扩挖的方式、隧道支护形式、支持向量机遗传算法的预测随机性、所选取研究断面的岩层分布等实际情况。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U451.2

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