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软弱地层大跨双连拱公路隧道结构受力及施工方法研究
| 论文题名： | 软弱地层大跨双连拱公路隧道结构受力及施工方法研究 |
| 关键词： | 公路隧道;双连拱结构;中隔墙稳定性;支护结构;受力特征 |
| 摘要： | 连拱结构是近几十年在公路隧道建设中常采用的一种隧道结构型式，因其具有接线容易，占地少，地下空间利用率高，有利于保护环境，适应城市发展需要等优点，得以迅速发展，但随之而来的是诸如中隔墙渗漏水、结构变形大等病害的发生，因此全面了解双连拱隧道施工过程中的受力特点和变形规律成为迫切需求。本文以南山路双连拱公路隧道为工程背景，通过调研分析、数值模拟、现场实测等方法，对施工过程中的中隔墙稳定性、支护结构受力规律和施工方法进行了研究，主要工作及成果如下: (1)在前期调研分析的基础上，对地表偏压区对称中隔墙和非对称中隔墙受力进行计算，得出非对称中隔墙比对称中隔墙竖向不平衡力减小了12.06％，不平衡力矩减小了61.87％，因此非对称中隔墙在地表偏压区有较好适应性;分别对洞口偏压段和40m埋深段的隧道结构进行数值模拟计算，并选取代表性断面进行中隔墙的内力监测，得出在整个施工过程中中隔墙墙顶处始终存在偏压，并且向先行洞一侧偏转，在后行洞上台阶开挖时偏压最大。 (2)利用FLAC3D软件模拟软弱地层双连拱隧道初期支护在施工过程中的位移场和应力场的变化规律，并结合现场对地层和结构变形、支护结构受力以及喷射混凝土早期强度试验来优化支护参数。地层变形包括地表沉降、拱顶沉降和水平收敛，地表沉降主要受本侧主洞开挖影响，洞内初期支护以竖向沉降为主，水平收敛较小，后行洞的施工对先行洞的沉降有一定影响，但幅度不是很大;支护结构的受力监测包括围岩压力、初支二衬接触压力、钢拱架内力和二衬内力，后行洞的施工使先行洞围岩应力重分布，使其围岩压力、初支二衬接触压力和二衬内力都有所增大，但钢拱架受压有所减小，对钢拱架的受力状态有所改善。 (3)以南山路双连拱隧道为工程背景，通过在不同的围岩级别设置不同的主洞开挖错距和台阶长度来优化双连拱隧道的施工方法。通过对Ⅲ级围岩中导洞开挖法和Ⅴ级围岩三导洞开挖法的数值计算，得出Ⅲ级围岩合理主洞错距为2D～2.5D，台阶长度视具体情况决定，Ⅴ级围岩合理主洞错距为2.5D～3D，合理台阶长度为10m左右。 |
| 作者： | 王北华 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 王秀英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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