滑坡地段隧道局部加固结构研究

发布时间：2017-08-07 18:01

  本文关键词：滑坡地段隧道局部加固结构研究

  更多相关文章： 滑坡 隧道 传递矩阵 加固结构 模型试验 机理分析

【摘要】：在面对在山区修建交通隧道遇到深厚滑坡体难治理的技术难题下,提出一种滑坡地段隧道局部加固结构,即隧道横断面范围内,水平方向施加预应力锚索,竖直方向设置抗滑支撑桩。首先,应用传递矩阵法分别推导隧道衬砌结构、仰拱结构和抗滑支撑桩的计算理论,衬砌结构上预应力锚索作用和仰拱结构上的汽车荷载作用以点矩阵形式加入到计算单元的传递矩阵中,并结合工程实例用单一变量原则的分析方法对隧道结构和加固结构的整体受力与变形规律进行研究,计算结果表明：预应力锚索的拉伸刚度在104kN/m-105kN/m时,隧道结构和加固结构的内力和位移变化明显；预应力锚索的位置应该尽量靠近隧道衬砌墙角左下部；预应力锚索初始预应力也对隧道仰拱结构和支撑桩内力影响较大。其次,以实际工程为原型,运用相似理论进行了两组模型试验：一组试验为没有隧道局部加固结构的滑坡隧道模型试验；另一组为有隧道局部加固结构的滑坡隧道模型试验。试验结果表明：施加加固结构后的隧道结构在横截面的受力规律上,内力分布更为合理；隧道横截面在隧道纵向加固结构的约束下,位移也明显减小,同时在加固结构的约束作用下,滑坡的滑动变形也受到限制,证实滑坡地段隧道局部加固结构的有效性和合理性。最后,探究了隧道纵向和横向受力相互联系的机理,分析了在隧道纵向不平衡的剪切力和隧道纵向受弯作用时对隧道横向截面受力产生的附加荷载,分析结果表明：研究隧道结构空间受力是必要的,隧道在纵向受力和横向受力是相互影响,研究隧道横截面受力和变形过程中,加入隧道纵向受力的影响因素,可以使隧道横向受力和变形理论计算结果更符合实际。
【关键词】：滑坡 隧道 传递矩阵 加固结构 模型试验 机理分析
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U457.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 选题背景和研究意义12
• 1.2 滑坡隧道国内外研究现状12-17
• 1.2.1 深厚滑坡研究现状简述13
• 1.2.2 滑坡隧道相互作用研究现状13-16
• 1.2.3 滑坡隧道治理技术研究现状16-17
• 1.2.4 滑坡隧道研究现状综合评述17
• 1.3 研究内容与方法17-21
• 1.3.1 研究目标17-18
• 1.3.2 研究内容18
• 1.3.3 研究思路和方法18-21
• 第2章 滑坡隧道局部加固结构计算理论21-41
• 2.1 概述21
• 2.2 传递矩阵法介绍21-24
• 2.2.1 场矩阵21-23
• 2.2.2 点矩阵23-24
• 2.3 圆形隧道衬砌+预应力锚索结构计算理论24-30
• 2.3.1 圆形隧道衬砌计算方法24-28
• 2.3.2 加入预应力锚索计算方法28-30
• 2.3.3 隧道衬砌结构求解过程30
• 2.4 隧道仰拱+集中荷载计算理论30-37
• 2.4.1 隧道仰拱计算理论30-35
• 2.4.2 汽车荷载作用于仰拱的计算理论35-36
• 2.4.3 仰拱结构求解过程36-37
• 2.5 隧道局部加固结构抗滑支撑桩计算理论37-39
• 2.5.1 抗滑支撑桩计算方法37-39
• 2.5.2 抗滑支撑桩求解过程39
• 2.6 本章小结39-41
• 第3章 滑坡隧道局部加固结构影响参数研究41-70
• 3.1 概述41-42
• 3.2 加固结构与隧道结构整体计算求解过程42-44
• 3.3 滑坡隧道局部加固结构实例计算44-46
• 3.4 结构参数变化分析46-67
• 3.4.1 基础实例整体计算结果46-48
• 3.4.2 荷载偏压的影响48-51
• 3.4.3 预应力锚索影响51-61
• 3.4.4 抗滑支撑桩影响61-67
• 3.5 各个因素作用的分析67-68
• 3.6 本章小结68-70
• 第4章 滑坡隧道局部加固结构模型试验70-97
• 4.1 概述70
• 4.2 模型试验原理70-71
• 4.3 模型试验方案71-86
• 4.3.1 模型材料选择71-73
• 4.3.2 模型结构设计73-79
• 4.3.3 压力测试设计79
• 4.3.4 位移测试设计79-80
• 4.3.5 应变测试设计80-81
• 4.3.6 试验加载设计81-82
• 4.3.7 试验主要流程82-86
• 4.4 数据整理及结果分析86-96
• 4.4.1 数据采集及整理86-87
• 4.4.2 土压力值对比87-90
• 4.4.3 横截面弯矩对比90-93
• 4.4.4 隧道横截面位移和边坡坡面位移分析93-96
• 4.5 本章小结96-97
• 第5章 隧道纵向受力变形对横向截面影响研究97-104
• 5.1 概述97
• 5.2 隧道纵向剪切传递原理分析97-99
• 5.3 隧道纵向受弯压扁效应分析99-103
• 5.4 本章小结103-104
• 结论与展望104-106
• 致谢106-107
• 参考文献107-111
• 攻读硕士学位期间科研成果111

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本文编号：635949