【碩士】青島地鐵區(qū)間隧道襯砌設(shè)計參數(shù)優(yōu)化【2010】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：工程力學(xué)　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：青島理工大學(xué)　　學(xué)位年度： 2010年　　青島是座優(yōu)美的海濱城市，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，可經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時也帶來了青島市日趨嚴(yán)峻的交通問題，這也迫切要求青島市修建地鐵來緩解交通壓力。而青島市特殊的花崗巖地質(zhì)條件，決定了地鐵工程沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可以參照，也沒有相應(yīng)的規(guī)范可以遵循。這就要求在確保安全的前提下，利用青島自身的圍巖參數(shù)，找到一個科學(xué)的、合理的隧道襯砌參數(shù)，對后期青島地鐵的建設(shè)具有重大的指導(dǎo)意義!　　隧道的襯砌結(jié)構(gòu)形式對于節(jié)省工程投資、提高工程施工和運(yùn)營管理的經(jīng)濟(jì)效益，有著十分重要的工程實際意義，因而一直是大家關(guān)注和研究的重點(diǎn)。近幾年，鄭穎人、胡文清、張黎明等人開始將強(qiáng)度折減法應(yīng)用于隧道工程，并提出隧道的安全系數(shù)的概念，來評價地下隧道圍巖穩(wěn)定性。這也給隧道的襯砌參數(shù)研究提供了一個很好的方法，可以通過安全系數(shù)對隧道的支護(hù)參數(shù)提出改進(jìn)建議。　　本文主要針對現(xiàn)有規(guī)范對青島地鐵暗挖隧道襯砌設(shè)計不盡適應(yīng)的問題，利用青島地鐵水清溝試驗段的地質(zhì)和設(shè)計資料，采用鄭穎人院士的強(qiáng)度折減安全系數(shù)計算理論，進(jìn)行了以下幾個方面的研究：　　(1)不同支護(hù)型式與不同應(yīng)力釋放率下的圍巖整體安全系數(shù)的計算分析。　　(2)不同開挖順序與不同噴層厚度下支護(hù)重點(diǎn)部位的安全系數(shù)的計算分析?！　?3)不同的二襯厚度下襯砌關(guān)鍵部位的安全系數(shù)的計算分析?！　≌撐牡膭?chuàng)新之處在于提出了青島地鐵襯砌優(yōu)化設(shè)計的研究方法，得到下面一些重要結(jié)論。為后一步襯砌設(shè)計參數(shù)優(yōu)化打下了堅實的理論基礎(chǔ)，明確了研究思路。　　(1)運(yùn)用有限元強(qiáng)度折減法求解不同支護(hù)條件下的圍巖整體安全系數(shù)，進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：噴射混凝土和錨噴支護(hù)的支護(hù)作用明顯，錨桿在支護(hù)過程中雖也起到了一定的作用，但是支護(hù)效果不明顯，對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性作用不大，建議施工中可以考慮取消或部分取消錨桿，不僅能節(jié)省造價，還能縮短工期。　　(2)圍巖應(yīng)力釋放率對圍巖安全系數(shù)有較大的影響，且隨著支護(hù)前應(yīng)力釋放率的提高，洞室圍巖的安全系數(shù)在不斷地減小，且變化量比較明顯。并據(jù)此確定合理的支護(hù)時間?！　?3)通過數(shù)值模擬提出將15cm~20cm作為青島地區(qū)隧道二襯施工的最小參考厚度?！　?

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