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基于位移反分析法的小净距隧道施工力学行为研究
| 论文题名： | 基于位移反分析法的小净距隧道施工力学行为研究 |
| 关键词： | 公路隧道;小净距隧道;施工工艺;力学行为;位移反分析法 |
| 摘要： | 随着城市建设的不断扩张以及人民生活水平的不断提高，交通运输工程建设迅猛发展，受地质地形等复杂环境的制约，传统的分离式隧道已不能满足人们日益增长的交通需求，小净距隧道被越来越广泛的应用于山岭交通工程中。然而，小净距隧道中岩柱厚度远小于普通分离式隧道，围岩变形和支护结构受力更为复杂，且施工过程中往往会遇到隧道埋深较浅、地表倾斜等不良施工条件，形成浅埋偏压隧道，施工中易出现坍塌、冒顶、地表塌陷等工程灾害。因此，设计施工前对地质条件进行充分的勘察，研究其失稳机理并选择科学合理的施工方法、支护体系，对提高浅埋偏压小净距隧道的安全施工、高效掘进具有重要的现实意义。 结合广东江罗高速公路大石岭隧道工程项目，采用理论分析、数值模拟以及现场实测相结合的方法，对浅埋偏压小净距隧道的衬砌内力及施工顺序进行了综合分析，主要研究工作及成果有： （1）基于我国《公路隧道设计规范》及前人关于偏压隧道围岩压力的计算方法，总结了浅埋偏压小净距隧道的围岩压力及衬砌内力计算公式，并针对工程实例进行了计算分析，结果表明偏压作用会导致衬砌弯矩随着埋深的增加在拱圈内缘上由拉伸状态转变为压缩状态，而衬砌在深埋侧截面轴力大于浅埋侧。 （2）借助正交试验法构造神经网络的训练样本，采用遗传算法优化的人工神经网络对现场实测的隧道位移数据进行位移反分析，得到了更为接近实际围岩的物理力学参数，并利用所得参数进行数值模拟，将模拟结果与现场监测结果相比较，通过误差分析，验证了反演结果的可靠性。 （3）基于有限差分理论，建立了数值分析模型，对偏压小净距隧道的先行洞及后行洞的施工顺序进行了探讨，模拟了不同施工顺序下围岩塑性区、应力和变形分布以及中岩柱稳定性的变化规律，分析表明在隧道施工过程中需重点关注中心土体的稳定性，并应加强对中岩柱中部和底部的支护及监测；通过对比分析，确定了小净距隧道在偏压作用下先行洞及后行洞的合理施工顺序，即两隧道均建议采用先开挖浅埋侧导坑，再开挖深埋侧导坑，最后开挖中心土体的施工顺序。 |
| 作者： | 冯海昀 |
| 专业： | 矿业工程 |
| 导师： | 任高峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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