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施工过程中连拱隧道——边坡相互作用分析
| 论文题名： | 施工过程中连拱隧道——边坡相互作用分析 |
| 关键词： | 连拱隧道;隧道施工;围岩稳定性;围岩力学行为;有限元模型 |
| 摘要： | 连拱隧道是一种新型的隧道形式，具有占地面积少，空间利用率高，与洞外线路连接方便，地形适应性较强等优点，但由于连拱隧道断面较复杂，且大多位于靠近边坡的位置，隧道施工对围岩及边坡稳定性的影响更为显著，本文以某实际连拱隧道为研究对象采用有限单元法模拟施工过程，重点研究围岩及边坡的稳定性，为连拱隧道的合理设计和施工提出建议。 本文首先介绍有限元方法模拟隧道开挖过程的理论和公式，提出分析中的若干基本概念，详细描述采用ANSYS软件模拟开挖的步骤。通过算例说明模拟分析的有效性。接着分析了目前地下工程围岩稳定性判据存在的问题及局限性，将有限元强度折减法的安全系数引入到稳定性评价中，对这一方法的基本原理、屈服准则、安全系数等进行了深入探讨。在此基础上通过建立平面有限元模型分析了边坡几何参数对连拱隧道围岩稳定性的影响，得出了连拱隧道与边坡水平距离对连拱隧道围岩稳定性影响的规律。并对“三导洞法”的两种不同施工方案施工时边坡围岩和结构的力学行为进行了详细分析。考察了施工过程中塑性区出现的位置和规律，用有限元强度折减法确定了连拱隧道及其边坡的安全系数和潜在滑裂面。最后建立了空间有限元模型，对连拱隧道开挖的空间效应，塑性区的变化规律进行了分析。并将三维有限元结果与二维结果进行了比较，特别讨论了隧道开挖的空间效应。 |
| 作者： | 刘伟纲 |
| 专业： | 固体力学 |
| 导师： | 蒯行成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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