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富水区山岭隧道衬砌水压力及结构受力特性的分析研究
| 论文题名： | 富水区山岭隧道衬砌水压力及结构受力特性的分析研究 |
| 关键词： | 山岭隧道;水压力;衬砌结构;排水率;注浆圈参数;断面形式 |
| 摘要： | 地下水的问题几乎是所有隧道工程都要面临的问题，并存在于隧道工程从设计到施工再到运营的整个过程中。在各种各样复杂和不良地质条件中，地下水往往也是决定整个隧道工程造价的重要因素之一。在隧道的修建的过程中，为了能够有效解决地下水问题，确定合适的排水率、合理的注浆圈参数以及合适的断面形式也就成为了隧道工程面前亟待解决的重要问题。 本文系统的研究了富水区山岭隧道渗流场以及应力场的分布规律，主要内容如下: (1)采用理论解析法，分析作用围岩和衬砌交界面上的水压力，推导出隧道在施作衬砌前后的涌水量计算公式、孔隙水压力和水压力折减系数计算公式。根据推导出的解析解，阐述了隧道涌水量以及衬砌外侧水压力折减系数随着水头高度、衬砌厚度、衬砌相对渗透性以及注浆圈参数等因素的变化规律。 (2)采用数值模拟方法，对富水区山岭隧道的渗流场进行不同排水率工况的模拟，得出衬砌外侧水压力分布规律以及衬砌结构受力，进而运用《公路隧道设计规范》的破损阶段法对衬砌结构的承载力以及安全性进行判断。将数值法得出的渗流场分布规律与模型试验数据进行对比分析，论证其相似性，形成相互验证。 (3)对高水压富水区山岭隧道不同注浆圈参数下的各种工况进行数值模拟，得出衬砌外侧水压力以及衬砌结构受力的变化规律，并与相同条件下的解析解进行对比分析，形成相互验证。 (4)运用数值方法对隧道不同的断面形式进行优化，通过对不同断面形式情况下的水压力分布规律以及衬砌结构的变形情况进行分析研究，得出高水压富水区山岭隧道的最优断面形式。 |
| 作者： | 姚俊峰 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 杨其新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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