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双洞隧道围岩稳定性分析及最小净距确定方法研究
| 论文题名： | 双洞隧道围岩稳定性分析及最小净距确定方法研究 |
| 关键词： | 双洞隧道;围岩稳定性;净距取值;应力分析 |
| 摘要： | 目前双洞隧道广泛应用于公路，铁路，水工等多种工程领域，双洞隧道的设计既要考虑提高其通行能力同时也要考虑其受地质、环境、征地等造成的影响，众所周知，围岩的稳定是隧道正常施工的必要条件，尤其是双洞隧道净距的取值是直接影响双洞隧道稳定性的重要因素。本文利用弹塑性理论且结合数值模拟对双洞隧道净距的取值进行研究，主要结论如下： (1)对与本文理论推导有关的隧道围岩稳定性相关理论进行总结分析，即：总结了单洞隧道围岩应力的弹塑性公式：定性的给出双洞隧道的破坏失稳过程；对围岩稳定性的影响因素从埋深、净距、围岩级别和支护条件等四方面进行了分析；最后给出本文净距的确定原则：围岩体塑性区不相交、中间岩柱没产生破坏、围岩应力场基本不发生叠加。 (2)将双洞隧道中间岩柱划分为塑性区和中间核区，简化双洞隧道中间岩柱受力模型，对浅埋双洞隧道中间岩柱进行了弹塑性分析，得到侧压力系数λ等于1、侧压力系数λ小于1和有支护的情况下双洞隧道最小净距公式；随后引入压力拱理论改变双洞隧道压力分布形式推导出深埋双洞隧道最小净距公式。 (3)对各条件下最小净距公式中所涉及到的参数进行分析，分别得到各参数与最小净距的关系，即：双洞隧道最小净距随隧道的埋深，重度增大而非线性增大；随粘聚力、内摩擦角，计算内摩擦角和侧压力系数的增大而非线性减小；其他参数相同时，侧压力系数λ小于1时最小净距比侧压力系数λ等于1时大，有支护条件下最小净距比无支护下最小净距小。 (4)对某山岭隧道工程实例进行数值模拟，根据塑性区应力分布和两隧道中间连线上的竖向应力可知实际选取1.5倍的洞径开挖是安全的。公路隧道设计规范中只是给出不考虑两隧道间的相互影响时各级围岩下分离式隧道的净距取值，其中Ⅵ级围岩下双洞隧道净距应取2.5倍的洞径，而根据本文考虑了两洞室的相互影响和埋深理论计算得到的最小净距为1倍的洞径，虽小于实际工况和规范中净距取值，但由隧道塑性区分布和两隧道中间连线上的竖向应力可知理论计算得到的净距取值也是安全合理的。 |
| 作者： | 荣蕾 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 谷拴成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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