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小净距隧道开挖数值模拟及动力特性研究
| 论文题名： | 小净距隧道开挖数值模拟及动力特性研究 |
| 关键词： | 小净距隧道;数值模拟;振动响应;受力特点;稳定性分析 |
| 摘要： | 近年来,随着山区高速公路建设的快速发展,小净距隧道已成为了一种主要的结构形式,它具有两隧道施工独立、造价相对较低、外形美观等特点。由于隧道间距较小,隧道衬砌、及周边围岩(特别是中间岩柱体)的受力更为复杂,因此,在设计和施工过程中对其开展分析研究是一项必不可少的工作。 本文以辽宁省庄盖高速公路的戴峪岭2号隧道为工程背景,通过数值模拟的方法对小净距隧道在施工过程中的受力特点及稳定性进行了分析研究。 1.通过试验、现场观察等手段获取一些基本资料,利用Hoek-Brown经验公式确定岩体的物理力学参数。 2.对Ⅲ、Ⅳ级围岩分别建立三维数值模型,利用有限元软件ANSYS提供的“单元生死"功能模拟隧道的实际开挖过程,分析在不同围岩级别和不同施工工序情形下,隧道围岩的位移场和应力场的变化规律,通过分析给出了隧道受力极不利的部位,以及Ⅲ、Ⅳ级围岩的合理施工方法;另外,通过与现场监控数据的比较,验证数值模拟方法的准确性。 3.对处于特殊地质条件下的小净距隧道进行了平面应变有限元分析,并对隧道和围岩的位移、应力、及初期支护受力特点等方面进行了研究,给出了隧道埋深和偏压对小净距隧道稳定性的影响。 4.运用瞬态动力学的基本原理,利用ANSYS建立二维模型,分析在不同围岩级别、不同隧道间距、不同施工方法等情形下,新建隧道爆破开挖对既有隧道衬砌的影响,并从不同角度(振动速度、应力场等)展开分析,指出了既有隧道衬砌的振动响应与隧道间距和开挖方法的关系。 |
| 作者： | 王继槐 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 颜东煌;刘辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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