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锥形冻结下隧道衬砌结构受力变形规律研究
| 论文题名： | 锥形冻结下隧道衬砌结构受力变形规律研究 |
| 关键词： | 锥形冻结;隧道衬砌;受力变形;冻胀系数;弹性模量 |
| 摘要： | 锥形冻结是伴随TBM盾构解困而产生的一种新型冻结布置形式，对于在含水疏松砂岩地层中的 TBM解困工程，锥形冻结有着传统脱困方式无法比拟的优势，但冻结对已建隧道的受力变形影响却不容忽视。本文通过解析分析、数值模拟和物理试验研究锥形冻结布置形式下，已有隧道衬砌结构的受力变形规律，对今后类似工程的设计和施工提供参考依据。 首先，将不均匀冻胀性运用到单层厚壁圆筒解析解中，得出考虑不均匀冻胀性的冻土帷幕内、外缘变形量表达式，通过建立位移边界条件，得出锥形冻结下，冻土帷幕和隧道之间有未冻土存在时，隧道衬砌所受冻胀力的解析解，并对不均匀冻胀系数、体积冻胀率、土的弹性模量和隧道壁厚作单因素分析。 其次,运用数值模拟进行典型参数计算、单因素试验和正交试验。通过典型参数计算得到温度场、位移场和应力场计算结果；通过单因素试验研究冻结管倾角、隧道外径、初始地温和土体弹性模量对隧道受力变形的影响；通过正交试验得到上述各因素对隧道受力变形的影响性大小。 最后，开展物理模拟试验研究。运用相似理论对原型进行模化设计并进行锥形冻结试验，得到温度场和应力场试验数据并对实验结果进行分析。 通过解析分析和数值模拟的对比分析，发现两种研究手段的结论相一致，通过数值模拟和物理试验的定性分析，验证了数值模拟的工程适用性。 |
| 作者： | 郝玉玉 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 岳丰田 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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