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两江新区过水隧道施工全过程力学行为研究
| 论文题名： | 两江新区过水隧道施工全过程力学行为研究 |
| 关键词： | 水工隧道;隧道施工;岩土力学;有限元分析 |
| 摘要： | 隧道工程的快速发展加快了交通建设发展的进程，隧道一般按用途分为交通隧道、水工隧道、市政隧道及矿山隧道，本文主要是隧道中的过水隧道施工全过程的力学行为研究，过水隧道是水工隧道中的一种，水工隧道是水利工程和水利发电枢纽的一个重要组成部分，水工隧道是在山体中或地下开凿的过水洞。水工隧道可用于灌溉、发电、供水、泄水、输水、施工导流和通航。隧道在修建过程中会遇到各种各样的问题，比如隧道施工方法和开挖方法的选择，各种病害对隧道的影响。主要研究过水隧道修建的4个问题:合理开挖方法的力学行为研究、水对隧道掌子面的影响研究、隧道上方回填对隧道衬砌的影响研究及隧道监控量测数据和有限元数值模拟分析结果进行对比。本研究主要内容包括： ①合理开挖方法的力学行为研究:因为隧道段围岩为新近人工填土，填土松散，围岩级别确定为Ⅵ级，所以选择的开挖方法为CD法开挖，这部分主要是利用有限元软件ANSYS模拟隧道开挖，通过模拟CD法开挖得出隧道在开挖过程中各种力学现象，如开挖隧道过程中隧道围岩、衬砌的位移变化，应力的变化。 ②水对隧道掌子面的影响研究:对隧道开挖及运营安全性的影响因素很多，水对隧道的影响是其中很重要的一个方面，这部分就是水对隧道掌子面的影响性研究，主要是利用FLAC有限差分法模拟在不同水头高度时隧道掌子面的位移值来得出隧道掌子面失稳的水压力临界值，从而为隧道的施工提出合理的施工方案来防止其它掌子面发生类似情况，从而指导施工。通过计算分析得出掌子面开挖过程中需对隧道加强支护措施，比如多打设超前小导管、提高锚杆的参数，必要时还可以打超前大管棚。 ③隧道上方回填对隧道衬砌的影响:根据工程的需要，要在裸露在外的过水隧道（部分暗挖和明挖段）上方进行回填至与路基齐平，所以需要在隧道（已修建二村）上方进行回填处理，回填必然对隧道衬砌造成影响，这部分就是利用有限元软件ANSYS模拟出不同高度的回填对隧道衬砌影响的力学行为，通过得出的结果及工期等因素找出最佳的回填高度。 ④隧道监控量测数据和有限元数值模拟分析结果进行对比:通过现场监控量测数据和有限元分析数据的对比分析可以知道。现场监控量测和有限元分析在规律上具有一致性，现场监控量测数据和有限元分析数据产生一定偏差的不可避免性，通过现场监控量测数据和有限元分析数据的对比分析充分验证了有限元分析的可靠性。 |
| 作者： | 郑淳 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张学富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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