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超挖下隧道力学特性与稳定性研究
| 论文题名： | 超挖下隧道力学特性与稳定性研究 |
| 关键词： | 隧道工程;超挖;数值模拟;极限分析;塌落面 |
| 摘要： | 超挖是隧道钻爆法施工中普遍存在的。目前，国内外学者对于隧道超挖问题的三维稳定性研究较少，同时对于超挖后隧道塌落的机理研究也鲜有涉足。本文依托实际工程存在的超挖现象，运用数值模拟的方法，研究了超挖时围岩和支护结构的稳定性，并着重分析了其三维空间力学特性，同时基于极限分析上限法，建立了拱部超挖时的隧道塌落面破坏模式，研究了超挖时塌落面形状的变化。主要研究成果如下： （1）从围岩等级、开挖方式、超欠挖部位、超欠挖高度和角度五个方面研究超欠挖对毛洞围岩的稳定性。 （2）系统研究超挖情况下隧道支护结构的受力特性，从超挖高度和超挖角度两个方面分析拱顶、拱肩和边墙超挖对隧道的影响；并得到超挖汇水后隧道初支的变形、应力和内力变化。 （3）运用数值模拟的方法，建立三维有限元模型，针对隧道开挖施工中掌子面前方出现超挖的情况进行模拟，得到模拟开挖的围岩位移、应力和支护结构内力的变化情况，并从超挖高度、超挖角度和超挖进尺三个方面研究其对隧道三维空间稳定性的影响。 （4）基于Hoek-Brown强度准则，采用极限分析上限定理建立隧道塌落形状破坏模式，运用变分法等原理，通过一系列的公式推导，得出超挖情况下隧道的塌落面形状函数，并对相关参数进行敏感度分析。 |
| 作者： | 周进 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 安永林;李玉峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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