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浅埋大断面隧道围岩压力特征与变形性状数值计算
| 论文题名： | 浅埋大断面隧道围岩压力特征与变形性状数值计算 |
| 关键词： | 大断面隧道;围岩压力;数值计算;变形性状 |
| 摘要： | 近年来随着交通压力的增长,国内修建了大量高等级公路,其中隧道工程技术朝大断面扁平方向发展。大断面隧道的结构形式决定了这种隧道具有施工难度大,安全风险高等问题。目前仍处于研究和试验阶段,可供借鉴的设计及施工经验不多,一些技术问题有待解决。本文通过理论分析和数值计算对浅埋大断面隧道的围岩压力特征与变形性状进行研究,以期优化设计和施工。 本文首先就围岩压力的形成过程和围岩受力机理进行分析,总结围岩压力的主要影响因素,论述围岩压力计算理论的发展与应用。其次研究围岩初始应力场、圆形截面、椭圆形截面和卵形截面隧道应力场的分布特征。然后利用有限元软件Midas建立平面和立体模型,计算浅埋大断面隧道围岩应力、应变和围岩塑性区分布。最后对比分析不同断面大小和不同隧道间距条件下围岩压与位移变化分布特征。 计算结果表明大断面隧道边墙及与仰拱连接处应力集中较大;围岩总的变形趋势为拱顶下沉,两侧边墙张开,而仰拱向洞内突起。对于小间距隧道,隧道内侧边墙与拱腰区域应力较为集中、变形过大。数值计算结果能比较直观的表现围岩压力与变形分布的规律和特征,有助于正确认识和分析浅埋大断面隧道的支护结构受力状态,进而可为大断面隧道支护参数的合理设计提供科学依据。 |
| 作者： | 董自超 |
| 专业： | 固体力学 |
| 导师： | 刘彤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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