老安山浅埋软岩大跨隧道施工力学行为研究

发布时间：2017-08-09 14:34

  本文关键词：老安山浅埋软岩大跨隧道施工力学行为研究

  更多相关文章： 大跨度隧道 力学特性 双侧壁导坑法 四台阶结合双侧壁导坑法 现场监测

【摘要】：近几年,我国高速铁路事业的蓬勃发展,促进了经济的快速发展和缓解了交通的拥堵,但一大批大跨度隧道也涌现出来,而且许多都处于不良的岩体中。相比于一般的隧道,大跨度隧道在设计施工中存在很多困难和风险,也无标准的规范参考,具有一定盲目性。因此,研究这类隧道开挖和支护过程的力学特性并选择合理的施工方法尤为重要。本文依托于西(安)成(都)客专老安山隧道出口大跨段工程,通过理论分析和ANSYS数值模拟相结合的方法,对隧道在采用双侧壁导坑法开挖时的拱顶沉降、底部隆起、周边收敛、围岩以及支护结构的受力状态进行了细致的分析,为施工重点部位进行了理论指导,也证明了老安山隧道出口大跨段在采用现场的支护结构体系下,设计的开挖方法完全能够满足隧道结构的安全要求。本文也对现场改进的开挖方法四台阶结合双侧壁导坑法进行了模拟研究,对比双侧壁导坑法发现,在保证隧道稳定安全的前提下,四台阶结合双侧壁导坑法能加快施工进度,降低工程成本,是可行的施工方法。结合现场的监控量测结果发现,模拟结果与监测数据整体趋势基本一致,该理论可为工程的施工提供一定的参考。
【关键词】：大跨度隧道 力学特性 双侧壁导坑法 四台阶结合双侧壁导坑法 现场监测
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U451;U455
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 选题背景及意义8
• 1.2 国内外大跨度隧道的研究现状8-13
• 1.2.1 大跨隧道的发展及工程实例8-10
• 1.2.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 研究内容、方法和目标13-15
• 1.3.1 研究内容13
• 1.3.2 研究方法13-14
• 1.3.3 研究目标14-15
• 第二章 浅埋软岩大跨度隧道基本力学理论和模拟的实现15-25
• 2.1 概述15-16
• 2.1.1 深浅埋划分15
• 2.1.2 软弱围岩的特点15-16
• 2.1.3 大跨度隧道判定16
• 2.2 大跨度隧道基本力学理论16-19
• 2.2.1 大跨度隧道力学特性16-17
• 2.2.2 大跨度隧道的近似计算模型17-18
• 2.2.3 大跨度隧道围岩稳定性影响因素18-19
• 2.3 数值模拟基本理论19-20
• 2.4 ANSYS模拟隧道施工过程的实现20-22
• 2.4.1 初始地应力的模拟21
• 2.4.2 边界条件及计算范围选取21-22
• 2.5 初期支护模拟及等效处理22-24
• 2.5.1 超前管棚的模拟22-23
• 2.5.2 锚杆的模拟23
• 2.5.3 喷射混凝土初期支护层的模拟23
• 2.5.4 钢拱架的弹性模量折算23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第三章 老安山隧道出口大跨段施工力学行为数值模拟25-71
• 3.1 本文依托工程概况25-27
• 3.1.1 工程概况25
• 3.1.2 工程地质25-27
• 3.2 老安山隧道出口大跨段设计和支护方式27
• 3.3 双侧壁导坑法计算模型及材料参数27-29
• 3.3.1 围岩及结构物理力学参数27-28
• 3.3.2 ANSYS模型28-29
• 3.4 施工步骤及监测点布置29-31
• 3.4.1 施工步骤设置29-31
• 3.4.2 监测点设置31
• 3.5 模拟计算结果及分析31-50
• 3.5.1 隧道围岩应力分析31-36
• 3.5.2 隧道围岩位移分析36-44
• 3.5.3 初期支护应力分析44-48
• 3.5.4 围岩塑性区分析48-50
• 3.6 四台阶结合双侧壁导坑法模拟计算结果及分析50-63
• 3.6.1 四台阶结合双侧壁导坑法模型建立50-51
• 3.6.2 施工步骤设置51-52
• 3.6.3 监测点设置52-53
• 3.6.4 模拟计算结果及分析53-63
• 3.7 两种施工方法对比分析63-69
• 3.7.1 数值模拟对比分析63-68
• 3.7.2 实际施工中的比较68-69
• 3.8 本章小结69-71
• 第四章 老安山隧道出口大跨段现场监测分析71-78
• 4.1 施工中的监控量测71-73
• 4.1.1 量测项目71
• 4.1.2 量测目的71-72
• 4.1.3 测点布置72-73
• 4.2 现场监测成果分析73-77
• 4.2.1 隧道周边位移73-75
• 4.2.2 围岩与初支接触压力和钢架应力75-77
• 4.3 本章小结77-78
• 第五章 结论与展望78-80
• 5.1 结论78-79
• 5.2 展望79-80
• 参考文献80-83
• 致谢83-84
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文84

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本文编号：645804