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城市地下隧道群施工临近既有隧道的力学行为研究
| 论文题名： | 城市地下隧道群施工临近既有隧道的力学行为研究 |
| 关键词： | 隧道群;既有隧道;数值模拟;力学行为;控制措施 |
| 摘要： | 随着我国经济的快速发展，开发地下空间已成为缓解城市交通拥堵问题的重要途径之一，由于城市地下交通网的不断增加，新建隧道群临近既有隧道的案例越来越多，导致地下环境越发复杂，新建隧道群施工使得地层产生复杂的附加应力及变形，进而对隧道产生极大的扰动，且影响既有隧道的安全使用。因此新建隧道群在临近既有隧道施工过程中既要减小对既有隧道的扰动，又要保证新建隧道群施工的安全及高效，这已成为隧道群施工过程中关键所在。本文以重庆地下某城市隧道群临近既有隧道施工为背景，采用数值模拟、理论分析和现场监测等研究方法，对新建隧道群施工临近既有隧道的力学行为演化规律和相关控制技术进行研究。得到以下主要研究成果： （1）通过隧道群全施工过程对既有隧道周边围岩和支护结构进行数值模拟分析，得到了结构的力学行为变化规律；通过支护结构位移变化规律，得到了既有隧道拱顶竖向位移对隧道群施工的响应明显高于隧道底部位移；通过支护结构应力分布规律，得到了隧道群施工产生的扰动使既有隧道中段拱顶区域应力较为集中，对既有隧道的安全使用产生影响。 （2）针对隧道群施工对既有隧道支护结构Von-Mises应力的影响，通过数值模拟的方法，得到了既有隧道的最容易失稳的危险区域为隧道中段两侧边墙区域；通过分析主隧道-A和主隧道-B平行上穿既有隧道的Von-Mises应力，得出：可以在重叠隧道区域上方平行开挖，来减少非重合区域的Von-Mises应力和危险性。 （3）通过研究隧道群在不同施工顺序条件下对既有隧道支护结构的应力和位移变化规律，得到了满足实际条件下隧道群的合理开挖顺序为：嘉滨路连接隧道→嘉滨路加宽段连接隧道→国泰广场连接隧道→主隧道A→主隧道B。 （4）通过研究在不同支护参数条件下隧道群施工对既有隧道支护结构力学行为分析，得到了兼顾经济因素下对既有隧道力学行为最优的控制措施；同时研究发现提升支护材料等级比增加支撑厚度更有利于既有隧道的稳定性。 （5）通过将实测数据与数值模拟结果进行对比分析，验证了隧道群围岩变形的准确性；通过实际监测数据与最优支护参数施工方案模拟结果进行对比分析，验证了控制技术有效性。 |
| 作者： | 杨玉健 |
| 专业： | 土木工程;结构工程 |
| 导师： | 陈林杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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