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隧道围岩反分析与结构支护的数值模拟
| 论文题名： | 隧道围岩反分析与结构支护的数值模拟 |
| 关键词： | 位移反分析;双连拱隧道;反演正算;新奥法;岩土工程;支护结构;隧道工程;隧道围岩 |
| 摘要： | 自从新奥法问世并崭露头角以来，在岩土工程界引起了极大的重视，在新奥法支护结构的设计问题上，许多人在寻求数值解法。随着位移反分析方法在岩土工程中的应用越来越多。因工程的复杂性，位移反分析在隧道工程中的应用会遇到诸多问题。 本文较系统地介绍了位移反分析方法研究的历史与现状，归纳了弹塑性问题的位移反分析理论及有限元实现，在此基础上，研究了位移反分析在隧道工程中的应用。 以沪蓉国道主干线湖北省宜昌(长江大桥)至长阳(白氏坪)高速公路殷家岩双连拱隧道工程为例，首先使用有限元程序同济曙光软件，对实际施工过程中两种不同的施工方案进行计算分析，比选出较为合理的施工方案，以较优的施工方案作为反分析所采用的施工方案。再采用弹塑性有限元数值分析，运用提出的位移反分析流程，对殷家岩隧道进行位移反分析。将得到的围岩弹性模量值E应用反演正算法检验反分析结果，然后应用反分析结果进行正分析，每次反分析都基于某一施工步进行反分析，并对其它施工步的位移进行预测，与实测的位移进行对比。如果结果不满足要求，则重新建立适当的数值计算模型，继续反分析。若结果满足要求，我们可以对最后得到的反演参数进行正分析，预测后续施工步的位移和应力，修正设计，指导施工。本文得出的最终反演参数正分析的结果基本符合后续施工步的实测位移，较好的验证了本文的反分析模型，位移反分析方法。殷家岩隧道的参数反演分析方法及结果对类似条件下的隧道工程施工有一定的参考价值。 主要进行了如下研究： (1)利用有限元程序同济曙光对两种不同的施工方案进行计算分析，比选出合理的施工方案。 (2)利用地下洞室中少数几个控制点的实际位移量，应用用弹塑性理论，采用黄金分割坐标轮换优化反演法反演岩体的弹性模量E； (3)对反演的结果结合工程地质，，施工开挖情况及监测数据等进行分析，运用提出的位移反分析流程，对殷家岩隧道进行位移反分析，应用反演正算法检验反分析结果，并应用反分析结果进行正分析，与实际工程监测数据相互印证。 |
| 作者： | 李金鑫 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 李之达 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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