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浅埋偏压黄土连拱隧道施工力学效应研究
| 论文题名： | 浅埋偏压黄土连拱隧道施工力学效应研究 |
| 关键词： | 连拱隧道;施工工艺;浅埋偏压;黄土性质;数值分析;力学效应 |
| 摘要： | 连拱隧道是一种较为新颖而结构特殊的隧道形式，由于具有地形条件限制小、线形顺畅、引线占地少、跨度大、空间利用率高、结构整体性好以及综合造价低等特点，和小净距隧道一样，是目前国内在特定条件下修建隧道的理想选择之一。但也存在浅埋、偏压、高跨比小、地质条件和结构受力复杂、施工工序偏多等问题，由于我国在浅埋偏压黄土连拱隧道方面的工程经验较少，加之黄土的特殊工程性质，对浅埋偏压黄土连拱隧道的研究还处在初级阶段，尤其对结构设计和施工过程中的力学行为和规律尚缺乏系统和全面的认识，客观上造成了浅埋偏压黄土连拱隧道设计计算理论和施工方法的不成熟。随着西部大开发战略的实施以及未来10年内国家“五纵七横”国道主干线的贯通，越来越多的公路和铁路隧道将穿越黄土地段，所以针对黄土的物理力学性质，联系工程实际情况，进一步完善浅埋偏压黄土连拱隧道的设计与施工将显得十分重要。 本文以国内首条黄土连拱隧道山西离石连拱隧道为研究对象，在对离石隧道Q2原状黄土物理力学性质室内试验的基础上，采用数值方法对浅埋偏压黄土连拱隧道不同施工方法、施工中掌子面合理间距等问题进行了研究，得到以下主要结论： ①在对国内外连拱隧道设计和施工的研究资料进行收集整理的基础上，对浅埋偏压黄土连拱隧道设计及施工技术要点进行了总结，并对各项关键技术进行了分析。 ②从山西离石连拱隧道隧址处取得Q2原状黄土土样，通过试验测试获得Q2原状黄土的物理性质和力学性质，主要包括非饱和Q2原状黄土物理性质试验、三轴剪切试验和等压试验。获得了Q2原状黄土的剪应力q与剪应变εs的关系、体应变εv与剪应变εs的关系，进而拟合得到弹性常数、强度参数及峰值强度与残余强度随围压的变化规律等。从而为数值分析中围岩本构模型及计算参数的选取提供了依据。 ③采用数值分析软件FLAC3D对离石黄土连拱隧道三导洞法及中导洞台阶法两种施工方法进行数值模拟，并对比分析了不同施工方法对黄土连拱隧道围岩及支护结构稳定性的影响。从而得出对于离石浅埋偏压黄土连拱隧道施工方法三导洞法要优于中导洞台阶法的结论。 ④采用数值分析软件FLAC3D对离石黄土连拱隧道施工过程中开挖面空间效应、左右主洞相互影响、中隔墙稳定性等问题进行了分析和探讨，从而得到了离石偏压黄土连拱隧道施工过程中左右主洞开挖面的合理间距应控制在2.5～3倍单洞跨度范围内的结论。 |
| 作者： | 袁飞 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 刘新荣;刘先珊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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