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小净距空间交叉隧道施工及运营安全性研究
| 论文题名： | 小净距空间交叉隧道施工及运营安全性研究 |
| 关键词： | 交叉隧道;爆破振动;台阶开挖;列车振动;运营安全性 |
| 摘要： | 本文依托甘肃省兰州市中川城际铁路新建北环隧道上穿兰州枢纽红山顶隧道右线近接工程。结合现场监控量测数据、经验类比和数值分析方法，对小净距空间交叉隧道施工、运营过程中的爆破振动、静力开挖、列车荷载、地震荷载作用下的结构安全进行了分析研究，主要研究内容如下: 1、查阅相关文献和已有的近接爆破资料，以振速为结构安全的控制标准，制定结构安全振速标准，并划分安全强弱影响的振速范围。并对新建隧道爆破作用下的既有隧道爆破振速进行了现场监控量测，以保证爆破施工过程中小净距空间隧道的结构安全。同时结合现场量测振速，应用FLAC3d对小净距空间交叉隧道交叉段的台阶法爆破施工进行了模拟，并根据结构安全的强弱振速范围，划分了新建隧道爆破对既有隧道的强弱爆破里程。且对当爆破里程位于交叉断面时，既有隧道的强影响、弱影响、无影响区进行了划分。 2、基于断裂力学的Griffith准则，提出了判定衬砌开裂的开裂系数CF(crackfactor)，并划分了结构安全的CF范围。随后采用有限元软件ANSYS模拟了小净距空间交叉隧道交叉段的台阶法施工，并结合衬砌变形、围岩塑性，规范衬砌截面安全系数、开裂系数CF，从4个方面分析了施工过程中新建隧道、既有隧道衬砌的变形、受力特点，并从安全系数的角度判断了交叉隧道结构的安全性。 3、将列车荷载考虑为激振力函数，采用FLAC3D建立运营过程小净距空间交叉隧道的整体模型，模拟了运营过程中上方新建隧道通过单辆、双辆，以及交叉隧道全部通过列车时3种工况下的动力响应。并从隧道结构振速、应力2个方面分析了列车荷载作用下的小净距空间交叉隧道的响应特性，并判断了结构安全性。 4、由地震波特征周期和小净距交叉隧道的场地特征，确定了地震波的设计加速度，并选用了国际常用的EICENTRO波的南北波作为交叉隧道的地震波。根据地震波的传递特性，仅考虑单个水平波对交叉隧道影响，即地震波方向垂直新建隧道轴线时交叉隧道的动力响应。从而采用FLAC3D对小净距交叉隧道的地震动力响应进行了模拟，并从交叉隧道衬砌受力的角度分析了地震作用下，小净距交叉隧道的结构安全性。 |
| 作者： | 杜立兵 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 严松宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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