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武深高速公路小方山隧道施工围岩-结构稳定性分析研究
| 论文题名： | 武深高速公路小方山隧道施工围岩-结构稳定性分析研究 |
| 关键词： | 高速公路;隧道施工;围岩-结构;稳定性分析;荷载计算;数值模拟 |
| 摘要： | 本文以武深高速公路小方山隧道为依托，以高速公路隧道围岩—结构稳定性分析为主线，以指导和提升小方山隧道的优化设计及安全施工为目的，分别运用定量评价、定性评价、整体评价以及局部评价相辅相成的方法，对小方山隧道围岩一结构的整体稳定性进行系统的分析。主要有以下几点内容: ①荷载作为围岩—结构稳定的一项重要指标，本文结合公路隧道规范中浅埋隧道和偏压隧道的荷载计算原理与公式，经过分析推导后得到浅埋偏压同时存在情况下小间距隧道的荷载计算方法。在推导的计算公式基础上深入浅出地得到小间距隧道仅在浅埋情况下的荷载计算公式。 ②运用同济曙光软件模拟了小方山隧道的施工全过程。采取了先左洞后右洞和先右洞后左洞这两种施工次序的上下台阶法施工，分别得到了这两种施工次序的围岩以及支护结构的受力及变形情况，通过对比得到在浅埋偏压段宜选择先开挖右洞更利于工程的安全施工。同样对浅埋非偏压段进行了数值模拟，得到了围岩与支护结构的受力位移等情况。将其结果与浅埋偏压段的对比，得到了偏压情况下，无论是围岩最大主应力、围岩屈服区范围深度以及支护结构受力情况都偏向于深埋一侧较大，即出现左侧（深埋侧）大于右侧、左洞大于右洞的情况。而在浅埋非偏压情况下，左右洞的围岩及支护结构的受力和变形大致处于对称分布。 ③使用上下台阶法和全断面法两种不同的施工方法对深埋段Ⅳ级围岩进行数值模拟分析，分别得到了两种施工方法的围岩与支护结构在各施工步的应力及变形情况，得到的结果是在围岩性质不太好的Ⅴ级及Ⅳ级围岩宜选取台阶法施工，在围岩好的Ⅳ级和Ⅲ级围岩中可选择全断面法施工。而此深埋段Ⅳ级围岩处宜采取台阶法施工。 ④讨论分析了应力释放系数对二衬的影响。采取施作二衬时不同的围岩应力释放系数建模分析后比较其内力与变形，得到了在释放系数不断加大，围岩的拱顶竖向位移和拱腰水平相对位移均在减小，二衬拱顶和拱腰处轴力一直增大，二衬弯矩和剪力先增大然后在释放系数达到20％以后趋于稳定。这为现场施作二衬时间做出参考，也能对相似工程有所参考意义。 |
| 作者： | 徐伟 |
| 专业： | 土木工程；结构工程 |
| 导师： | 徐林生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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