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双线隧道同向开挖纵向合理间距研究
| 论文题名： | 双线隧道同向开挖纵向合理间距研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;围岩台阶法;同向开挖;空间效应 |
| 摘要： | 城市轨道交通日益发展，控制好地铁区间双线隧道之间的影响是工程安全的重要保障。隧道开挖方向纵向间距不同，双线隧道之间的影响程度不同，研究施工过程中的合理纵向间距取值范围对控制双线隧道间的相互影响具有重要意义。本文以Ⅴ类围岩台阶法施工地铁区间隧道为研究对象，建立有限元三维数值模型模拟不同纵向间距双线隧道同向开挖，选取特定研究断面和拱顶、拱腰、拱底等关键点分析其应力、应变、塑性区变化规律，通过基于空间效应的位移释放系数和突变理论判别隧道开挖影响分区，计算不同纵向间距影响程度，给出合理纵向间距取值，并结合相关案例相互验证，主要研究工作和相关结果如下: 1)分析近接施工双线隧道同向开挖国内外研究现状和存在问题，介绍围岩变形理论和突变理论，建立纵向间距较远时先行洞开挖模型隧道开挖模型，分析地表沉降、洞周应力和变形规律，研究开挖面纵向影响范围，得出先行洞掌子面前后1D(D为开挖洞径)为隧道开挖影响范围，其中±0.5D为强影响区，±0.5～1D为弱影响区。 2)建立纵向间距为2D的近接施工双线开挖模型，分析地表沉降、洞周和中间岩柱的应力、位移以及塑性区域的变化规律，结合位移消散系数法和突变理论研究双线相互影响程度，得出后行洞开挖对双线隧道开挖影响程度要小于先行洞自身开挖影响程度，先、后行洞开影响范围分别为开挖面前后1.0D和0.5D。 3)选取不同纵向间距同向开挖隧道模型作为研究对象，分析地表沉降、洞周、中间岩柱及支护结构的应力和位移变化规律以及塑性区域变化规律，结合徐州地铁区间隧道不同纵向间距开挖围岩变形实测数据，研究纵向间距变化对围岩变形的影响程度，得出Ⅴ类围岩台阶法施工双线隧道合理纵向间距为1.5D以及上。 4)基于变位分配原理将围岩变形控制值分配到开挖各步，建议地铁区间隧道先行洞通过监测断面0.5D、1.0D、2.5D时，分别选取变形控制的70％、80％、90％作为对应的控制值，后行洞通过监测断面0.5D、1.0D时分配比例分别选取75％、90％。 |
| 作者： | 厉广广 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 赵敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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