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既有隧道在下穿新建隧道影响下的力学特性研究
| 论文题名： | 既有隧道在下穿新建隧道影响下的力学特性研究 |
| 关键词： | 既有隧道;力学特性;数值模拟;中夹岩厚度 |
| 摘要： | 城市化水平的提高带来了地下空间的快速发展，地下立交的出现解决了交通拥挤的问题。而地下立交通常处于城市繁华地段、结构形式复杂、临近建筑物多、人员密集、隧道线路之间纵横交错，因此必然会带来与施工相关的一系列问题，例如隧道临近建筑物施工，两并行隧道的施工，新建隧道上跨既有隧道，新建隧道下穿既有隧道等近接施工问题。本文站在前人的肩膀上，以规划中的重庆朝天门两江隧道工程为依托，采用理论分析与数值模拟相结合的方法，分析讨论新建隧道正交下穿既有隧道的动态施工过程以及在不同中夹岩厚度条件下，既有隧道发生的一系列力学行为的变化规律。主要研究内容和结论如下: ①系统介绍了近代以来隧道近接施工的研究方法，得出数值模拟、理论研究、试验研究相结合是较合理的方法。总结了近接施工隧道开挖力学的基本原理，理论上分析了隧道在开挖过程中的应力、位移的变化、有支护状态下的应力分区以及支护对洞室周边位移的影响。理论分析得出隧道开挖后，拱顶的下沉位移大于侧壁发生的位移，围岩条件是划分隧道开挖影响区域的一个重要因素。 ②有限元模拟新建隧道正交下穿既有隧道的动态施工过程，主要分析了既有隧道纵向典型断面上的变化规律，包括拱项、拱底的竖向位移和拱腰的水平位移，交叉部位围岩应力变化和支护结构弯矩变化情况。既有隧道拱底围岩出现拉应力，且在新建隧道开挖至交叉部位时，此时拉应力最大。既有隧道拱腰处围岩压应力在新建隧道通过交叉部位前增大，通过交叉部位后减小。既有隧道断面距离交叉部位越近，其受到开挖的影响越大。 ③有限元模拟新建隧道在三种中夹岩厚度条件下正交下穿既有隧道过程，分析其对既有隧道典型断面上的位移、轴力、弯矩的影响以及交叉部位围岩的应力变化情况。两隧道之间的中夹岩厚度对既有隧道拱项的竖向位移影响较大。中夹岩厚度越小，既有隧道各断面轴力变化越大。从既有隧道的拱底和拱腰发生的位移的角度来说，两隧道的中夹岩厚度较大时，新建隧道的开挖对既有隧道的影响区域大，但是力度小;两隧道的中夹岩厚度较小时，新建隧道的开挖对既有隧道的影响区域小，但是力度大。 ④探讨了交叉隧道预加固技术，重点阐述三种中夹岩的加固技术及其作用机理，包括小导管注浆、系统锚杆、水平贯通预应力锚杆，最后给出了交叉隧道施工中夹岩的加固建议措施。 |
| 作者： | 孙经伟 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 蒋树屏;王晓雯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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