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米脂1号黄土公路隧道变形规律研究
| 论文题名： | 米脂1号黄土公路隧道变形规律研究 |
| 关键词： | 隧道工程;黄土隧道;变形规律;现场监测;有限元分析 |
| 摘要： | 为了研究米脂1号黄土公路隧道的变形规律,本文采用全站仪对隧道的拱部下沉和净空收敛进行了现场测试,并应用有限元软件(MIDAS／GTS)对隧道的施工过程进行有限元模拟分析。主要研究内容和成果如下: (1)隧道开挖初期,围岩变形急剧增长,从拱部环形开挖至仰拱施作前,拱部下沉值达到273.4mm,净空收敛值达到268.4mm,变形量占整个变形量的比例均在84％以上,可见,仰拱及时施作有利于限制围岩变形。黄土隧道变形符合对数函数规律。 (2)隧道拱部下沉测试结果表明,核心土开挖前隧道产生的下沉量占总下沉量的平均比例为37.4％(左线)和33.3％(右线)。隧道净空收敛测试结果表明,核心土开挖前隧道产生的收敛量占总收敛量的平均比例为27.0％(左线)和14.7％(右线)。可见,这部分变形量较大,但传统的接触量测手段(水准仪和收敛计)受核心土影响量测不到这部分变形。建议在公路隧道中推广应用全站仪量测围岩变形。 (3)米脂1号隧道采用了直边墙的支护结构,隧道施工中左线初期支护仰拱未闭合,右线监测段落初期支护仰拱闭合；此外,隧道存在偏压现象。现场测试的左线隧道的最终变形量和最终位移速率较大,个别断面的净空收敛值大于拱部下沉值,右线隧道3个监测断面的净空收敛值均大于拱部下沉值,而左线拱部下沉和净空收敛平均值均为右线的2.5倍左右；洞外观察发现山顶出现了两条较大的纵向裂缝。因此,建议设计采用曲边墙带仰拱的衬砌结构,施工中初期支护仰拱及时闭合。 (4)测试结果表明,当监测断面距掌子面的距离超过3倍开挖洞径时,隧道变形趋于稳定,此时应及时施作二次衬砌。 (5)采用有限元软件MIDAS／GTS对隧道各施工阶段进行模拟分析,计算结果与现场实测数据基本吻合,左线变形量远大于右线,表明初期支护仰拱闭合的支护结构受力更合理,对限制围岩变形有显著作用。 本文的研究成果有效指导了米脂1号黄土公路隧道的工程建设,并可以为今后类似工程提供借鉴。 |
| 作者： | 胡晓伟 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 陈建勋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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