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双向八车道小净距公路隧道支护反力上限分析与支护参数优化研究
| 论文题名： | 双向八车道小净距公路隧道支护反力上限分析与支护参数优化研究 |
| 关键词： | 小净距隧道;大断面隧道;极限分析上限法;锚杆优化;中岩柱;施工力学 |
| 摘要： | 为适应不断增大的交通量,双向八车道小净距隧道已越来越多的出现在人们眼中。八车道的大断面小净距隧道具有大断面和小净距隧道各自的施工、设计难点。断面过大,受净空的要求,势必会造成隧道的扁平率过大,对支护的要求就强于一般隧道;过小的净距会使后行洞开挖对先行洞的稳定性造成较大的影响,同时,中间岩柱成为另一个施工设计中需重点加固的位置。由于对这种形式的隧道研究仍处在起步阶段,目前还没有完善的规范能对此种类型的隧道设计进行指导。 本文根据极限分析上限定理,结合牛头山小净距大断面高速公路隧道实际施工设计情况,采用大型有限差分软件,通过理论和数值计算的手段对大断面的小净距隧道施工力学和支护参数进行了研究。主要内容包括: 1.利用极限分析上限法则,讨论了由库伦材料组成的双平行圆形隧道支护反力最小上限解,并采用数值分析软件Matlab对最小上限解的一些影响参数进行了分析研究。 2.采用有限差分软件对牛头山隧道锚杆支护进行优化研究。主要研究其锚杆的布置形式,在不同围岩等级下,根据规范中对三车道锚杆间距的建议,推广到四车道大断面隧道的锚杆间距取值范围,分别对矩形布置或是梅花形式布置进行计算比较,改变不同的横向与纵向锚杆间距,最后得出较为合理的布置形式和横、纵向间距,为施工和设计提供参考。 3.分析主要的几种支护组合对围岩稳定性的影响,包括开挖、锚杆、喷混和二衬。在不同的支护组合下,得出各种支护对围岩稳定性的影响。对小净距隧道中间岩柱加固的方式进行了研究探讨,采取不同的加固方式进行计算,最后得出适合不同条件的加固方式。 4.对牛头山隧道现场监测数据进行简单的分析,并与计算结果进行比较,为计算结果提供一定的可靠性证明。 |
| 作者： | 吴贲 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 杨小礼;高长胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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