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浙温铁路隧道载荷特征与安全性的研究
| 论文题名： | 浙温铁路隧道载荷特征与安全性的研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;荷载特性;安全性;评价标准 |
| 摘要： | 目前，我国已经是地下工程和世界隧道最多、发展最快、水文地质及结构形式最复杂的国家。从经济方面分析，二次衬砌的造价和工期均约占隧道工程总造价的四分之一到三分之一，这在工程造价中举足轻重。当前国内外隧道工程界对围岩与衬砌结构的受力情况、荷载分布缺乏统一的认知，使得二次衬砌在实际设计过程中带有一定盲目性，而且规范给出的设计参数偏于保守，不可避免的造成材料浪费，这也同样提高了工程的造价。因此，对于铁路隧道工程，科学合理的制定支护结构的设计参数，确保工程的安全与经济，具有极其重要的现实意义。 本文以浙温铁路隧道为试验现场，在原有二次衬砌设计基础上，调整支护结构的参数:Ⅲ级围岩拱墙厚度不变，仰拱减薄10cm;Ⅳ级围岩一般及加强型衬砌拱墙厚度减薄5cm，仰拱减薄10cm，且取消二次衬砌钢筋，增加了纤维;Ⅴ级围岩一般及加强型衬砌拱墙二次衬砌均减薄5cm。结合本线隧道的工程特点，选取适当的工点，进行围岩压力、二次衬砌内力、初期支护与二次衬砌接触压力等的测试工作，确保隧道建设的顺利。利用数值模拟的方法，对隧道二次衬砌结构参数调整后的安全性进行了分析，同时对原有二次衬砌设计进行了探讨，为今后隧道支护结构设计、施工提供必要的技术支持。 论文主要结论及成果如下: 1、基于现场实测数据，对调整参数的隧道Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩压力和接触压力分别进行统计分析，明确调整后的二次衬砌结构受力状态，得到其满足安全性能的要求。 2、通过对比Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级不同埋深情况下现场实测围岩压力与经典围岩理论计算结果，得到浅埋隧道荷载使用太沙基理论计算，深埋隧道使用矿山统计法计算比较符合实测情况。 3、通过对二次衬砌荷载计算与空间分布分析，并利用荷载-结构Ansys模型计算各种荷载模式组合的安全系数，得出垂直荷载为梯形荷载，水平荷载为三角梯形荷载的分布组合为最不利组合模式。 4、把实测数据代入荷载分布模式并进行有限元计算，得到二次衬砌结构参数改变后的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，结构依然具有较大的承载能力，满足隧道的使用要求。 |
| 作者： | 杨帆 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 段宝福;李丰果 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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