[碩士]青島至黃島海底隧道合理斷面結(jié)構(gòu)形式研究

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內(nèi)容簡介

　　[碩士]青島至黃島海底隧道合理斷面結(jié)構(gòu)形式研究　　學(xué)科專業(yè)：建筑與土木工程　　授予學(xué)位： 碩士 　　學(xué)位授予單位：北京交通大學(xué)　　學(xué)位年度：2008　　 海底隧道的施工安全風(fēng)險性極高，而海底隧道的斷面結(jié)構(gòu)形式的合理性直接決定了海底隧道在施工和運營中的安全性，耐久性及經(jīng)濟性。海底隧道的合理斷面結(jié)構(gòu)形式的選取，直接取決于先進(jìn)的隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和對海底隧道襯砌結(jié)構(gòu)上的荷載形式和作用特點的深刻認(rèn)識，目前國內(nèi)相關(guān)的研究還較少?！　? 本文從隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的調(diào)研與分析出發(fā)完成了如下研究:結(jié)構(gòu)形式　　 1)通過對國內(nèi)外隧道設(shè)計理論的調(diào)研，明確了地下結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展過程、核心問題、研究現(xiàn)狀以及目前主要推崇的設(shè)計理論和方法，藉以此為契機進(jìn)行下面的工作爭取完成隧道設(shè)計理論上的突破;　　 2)在總結(jié)研究國內(nèi)外海底隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合海底隧道荷載的特點，提出了初期支護(hù)和二次襯砌均單獨承擔(dān)全部荷載的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論;　　 3)對作用于隧道襯砌結(jié)構(gòu)上的荷載形式和作用特點進(jìn)行了詳細(xì)的研究，解決了荷載的確定問題。并就海底隧道中的重要荷載—水荷載進(jìn)行了研究，提出了針對不同的防排水方法、注漿方式下作用在襯砌結(jié)構(gòu)上水荷載的計算。采用適合巖土分析的有限差分軟件FLAC3B針對青島膠州灣海底隧道的具體情況進(jìn)行了流固禍合數(shù)值模擬，初步得出了圍巖滲透特性，注漿圈半徑，注漿圈滲透特性，襯砌滲透特性與襯砌結(jié)構(gòu)所受孔隙水壓力之間的關(guān)系;　　 4)分別考慮了初期支護(hù)的剛度和支護(hù)時機這兩個關(guān)鍵因素，對初期支護(hù)的特性、承載能力進(jìn)行研究，對結(jié)構(gòu)受力、變形以及地層變形、應(yīng)力場等規(guī)律進(jìn)行了比較研究。普通V級圍巖段，過斷層破碎帶斷面和N級圍巖段的初期支護(hù)參數(shù)研究主要結(jié)合實際施工中采用的CD法、雙側(cè)壁法和臺階法進(jìn)行三維數(shù)值模擬計算，得出了不同工法下圍巖的變形和結(jié)構(gòu)受力規(guī)律，得出了適合不同級別圍巖、地質(zhì)條件的初期支護(hù)參數(shù);　　 5)在海底隧道襯砌結(jié)構(gòu)形式斷面調(diào)研基礎(chǔ)上，采用荷載結(jié)構(gòu)模型對三心圓的隧道斷面的不同半徑和圓心角的組合進(jìn)行了綜合對比研究，得到了襯砌結(jié)構(gòu)的幾何要素與襯砌斷面受力的關(guān)系，從而提出了受力合理、斷面經(jīng)濟和安全可靠的隧道斷面;　　 本論文完成了初步設(shè)計所需的包括支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計原則、荷載確定、水荷載滲流及分布、地層結(jié)構(gòu)模型和荷載結(jié)構(gòu)模型計算，大斷面隧道受力分析等系統(tǒng)的研究工作，為設(shè)計提供了有力的技術(shù)支持，具有較強的現(xiàn)實意義和較高的參考價值。

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