【碩士】復雜條件下連拱隧道信息化施工及數值模擬研究【2008】

內容簡介

　　學科專業(yè)：結構工程　　授予學位：工學碩士　　學位授予單位：湖南科技大學　　學位年度： 2008年　　我國高等級公路建設中，在特殊地質及地形條件受限制的地區(qū)，為了獲得良好的技術經濟效果，大量選擇了連拱隧道方案。但連拱隧道所處位置地質條件復雜、跨度大、開挖擾動頻繁和結構復雜不穩(wěn)定。在連拱隧道洞口邊坡偏斜地段，往往出現一側無法形成洞室，另一側可以進行暗洞開挖的現象。為了避免高挖深填，保護自然環(huán)境，還需選擇特殊的結構形式一半隧半路結構?！　”疚囊猿＜咚俟返顣核淼拦こ虨橐劳校谄珘哼B拱隧道典型斷面進行了收斂位移、拱頂下沉、圍巖內部位移、錨桿軸力、地表沉降等項目測試；對于半隧半路結構，在典型斷面進行了收斂位移、圍巖內部位移、錨桿軸力、地表沉降、二襯應力和耳墻水平位移及應力測試，獲得了圍巖位移和支護結構內力分布規(guī)律，為現場施工提供指導。基于實測圍巖位移數據，應用反分析方法，并結合室內巖石力學試驗確定巖體c、夠等力學參數。采用數值模擬方法分析比較了偏壓連拱隧道中導洞一臺階法和三導洞一臺階法施工過程中隧道圍巖、支護結構和中墻的應力場、位移場的異同，得出三導洞一臺階法是復雜條件下連拱隧道合理的施工方案。首次將地形偏壓率引入半隧半路特殊隧道，采用有限元數值模擬方法研究了隧道在不同了偏壓率P(分別為7、4和2．5)時，各施工階段圍巖應力場、位移場以及支護結構和耳墻的位移、應力分布規(guī)律。重點分析了耳墻應力分布規(guī)律，得出耳墻外側拉應力較大的結論，設計施工時應防止耳墻外側混凝土發(fā)生拉裂破壞。綜合考慮半隧半路結構安全和穩(wěn)定性要求，得出1：1是比較合適的邊坡坡度(即P=4)的結論，驗證了實際工程的設計合理性?；谄珘哼B拱隧道水平收斂位移和拱頂下沉現場測試數據，建立神經網絡BP預測模型，對圍巖位移變化規(guī)律進行智能預測，并與實測值進行對比分析，驗證了預測結果的正確性。最后，對有限元數值模擬結果和現場量測結果進行比較，進一步論證數值模擬分析結果的正確性，可以用以指導土程設計?！　?

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