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下穿公路的浅埋铁路隧道力学特性及抗震研究
| 论文题名： | 下穿公路的浅埋铁路隧道力学特性及抗震研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;下穿施工;围岩应力;地震荷载 |
| 摘要： | 我国基础设施建设中的立体交叉工程的出现，下穿施工不可免避。对隧道下穿施工的影响研究越来越受到学者和专家的重视，但下穿公路修建浅埋隧道，针对施工进程中地表沉降量值的控制问题、围岩受开挖的扰动及围岩应力的变化问题、隧道自身结构的安全问题、行车荷载对浅埋隧道的影响问题、下穿施工浅埋隧道的埋深影响问题、地震作用下浅埋隧道的动力响应问题、浅埋隧道的防灾减灾问题的研究比较少。 本研究主要内容包括：①分析推演地下工程的力的基本组成，力的传导方式与力学行为，区分围岩压力的分类与围岩分级，根据地下工程围岩的成拱作用，进行隧道深浅埋深的界定，分析围岩失稳破坏的方式，根据失稳破坏形式进行衬砌原理的推导；②针对隧道下穿公路的实际特性，明确公路行车荷载的传递方式，以及有限元分析按静载的加载方案，并以渝利铁路高石盘隧道出口段为工程背景，运用大型通用有限元软件建立有限元实体分析模型，分析隧道下穿施工过程中的各种力学演变行为；③通过分析得出衬砌施做时间是影响隧道施工的关键因素之一，施做越早对围岩扰动越小。施做衬砌的时间越晚，围岩受扰动越厉害。开挖区模量衰减10％～30％时添加衬砌支护后，拱顶围岩的沉降变化平稳，30％～40％是合理经济的衬砌施做时间；④研究了浅埋隧道埋深条件对隧道的影响;分析了车辆荷载对高石盘隧道的影响。高石盘隧道上覆公路路面沉降在有车载情况下是无车载的2倍，控制交通就显得尤为重要；⑤以时程分析为手段建立了有限元分析模型，研究了高石盘隧道洞口浅埋段的地震响应，隧道衬砌以及岩土体都会发生厘米级的位移，衬砌与周围岩体能共同参与作用共同受力，拱顶围岩、衬砌结构应力都随地震的叠加作用，量值都在增加，二衬结构在地震荷载作用下承受了更多的荷载；⑥从能量角度以介质载体为导向，将地震波传递过程中的介质划分为具有时间先后顺序的介质载体单元，并通过地震灾害能的演绎转化，分析出地震在介质载体中的传导规律;以灾变链式理论为依托机制，推演灾变性破坏的地震对结构的介质载体—链式破坏机理;基于地震灾害能的介质传导与灾变链式演化，提出浅埋隧道以孕源断链防灾、传导过程减灾、链终控灾的三位一体防灾减灾思路。 |
| 作者： | 刘强 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 肖盛燮 |
| 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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