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原文传递并行隧道施工相互影响分析及应用研究

论文题名：	并行隧道施工相互影响分析及应用研究
关键词：	并行隧道;施工工艺;地铁建设;围岩稳定分析;地表沉降;力学性能
摘要：	并行隧道作为一种经济有效的隧道结构形式，在实际工程中被广泛地采纳，尤其在城市轨道交通的地铁建设中十分常见。由于并行隧道施工的相互影响是个十分复杂的问题，不仅影响因素很多，而且各个影响因素之间又存在非常复杂的互制行为，因此，目前迫切需要针对并行隧道施工的相互影响进行系统而全面的研究。本文在前人研究的基础上，提出了求解半无限弹性平面内双孔圆形断面隧道开挖问题的理论方法，并且，利用数值计算方法对双孔并行隧道施工的相互影响程度和规律进行了系统研究。主要研究成果和结论如下： 1、在参考大量文献的基础上，从不同的角度即并行隧道间距的确定原则、并行隧道施工的围岩稳定分析、并行隧道施工的相互影响因素以及双孔并行隧道施工产生的地表沉降详细地分析了并行隧道施工所表现出的特性。并且，重点针对国内外多个双孔并行盾构隧道工程中现场量测得到的41个地表沉降分布曲线进行分析，归纳总结了盾构法施工的双孔并行圆形隧道开挖产生的地表沉降分布特点。 2、提出了求解半无限弹性平面双孔并行隧道开挖问题的复变函数与交替法理论计算方法，并且通过计算机编程，顺利实现了该求解过程，得到了双孔隧道开挖后围岩的应力和位移解，并且通过工程实例分析进行了验证。 3、利用理论计算方法，分析了在不同隧道间距以及不同埋深的情况下，双孔并行圆形隧道开挖后产生的地表位移以及中间岩柱体上的垂直应力分布。同时，将理论计算结果与单孔隧道计算结果的叠加值进行比较，最终得出了反映两种方法计算结果差异的关系曲线图，通过这些曲线图，可以对双孔并行隧道施工的相互影响程度进行直接的判断。 4、针对双孔并行隧道施工由于相互影响产生的与单洞开挖不同的断面变形情况，提出了适合于小间距双孔并行隧道的断面收敛模式，并且推导出与该隧道断面收敛边界条件相对应的极坐标下的函数表达式。此外，利用数值计算，通过工程实例分析对该收敛模式的可靠性进行了验证。 5、结合双孔并行隧道施工的实际情况，建立数值模型，通过50种不同的计算工况，考虑了影响双孔并行隧道施工相互影响程度的三个主要因素即：双孔隧道的间距、围岩条件以及埋深，重点分析了在不同因素影响下，双孔并行隧道施工由于相互影响，其衬砌结构所表现出的不同内力分布特征。 6、提出了隧道衬砌安全性评价方法，并且成功地运用到并行多孔隧道施工的实际工程中，针对后续隧道开挖对先建的相邻隧道结构安全性影响进行了有效的评价。 7、结合湖南省常吉高速公路湘西段水平层状岩体下双孔并行隧道的现场量测情况，通过数值计算，研究了不同间距及围岩互层类型对水平互层岩体下并行隧道施工力学性能的影响，并且提出了中间岩柱的稳定性评价方法，最终将计算结果直接用于指导实际工程施工，取得了满意的效果。
作者：	晏莉
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	刘宝琛;阳军生
授予学位：	博士
授予学位单位：	中南大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文