【碩士】基于圍巖穩(wěn)定性的小凈距隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)分析【2008】

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　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：武漢理工大學(xué)　　學(xué)位年度： 2008年　　我國(guó)地形、地質(zhì)條件復(fù)雜，山嶺區(qū)所占比重極大，高等級(jí)公路建設(shè)，鐵路的建設(shè)中大量遇到隧道工程，由于特殊地質(zhì)及地形條件的限制，隧道間距一般都難以滿足普通技術(shù)規(guī)范要求，因此需要采用小凈距隧道及連拱隧道等特殊結(jié)構(gòu)型式。　　小凈距隧道在很多方面都優(yōu)于連拱隧道，因此小凈距隧道最近幾年在工程實(shí)際中被大量使用，小凈距隧道必需考慮到圍巖穩(wěn)定性，同時(shí)在施工和設(shè)計(jì)中較多關(guān)鍵技術(shù)未能解決。諸如主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)、爆破影響評(píng)價(jià)及控制標(biāo)準(zhǔn)、合理施工方法、監(jiān)控量測(cè)體系和監(jiān)控基準(zhǔn)、長(zhǎng)期安全性評(píng)估等。因此有必要對(duì)小凈距隧道進(jìn)行理論上的分析。　　本文以瑞(昌)贛(州)高速公路九嶺隧道的施工建設(shè)為依托，采用有限元數(shù)值分析方法針對(duì)九嶺小凈距隧道圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了下面幾個(gè)方面的研究：　　(1)本文分析了隧道圍巖穩(wěn)定性影響因素，包括了自重應(yīng)力、構(gòu)造應(yīng)力對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性的影響?！　?2)本文從理論上就隧道開(kāi)挖后的圍巖彈塑性應(yīng)力分布狀況、位移分布狀況，以及支護(hù)后圍巖的應(yīng)力分布和位移進(jìn)行分析。　　(3)本文用ANSYS軟件模擬隧道在不同的圍巖條件下(III、IV、V級(jí)圍巖)開(kāi)挖后選取不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)(不同噴混厚度、仰拱的設(shè)置與否等)時(shí)，圍巖的應(yīng)力分布和拱頂沉降，并將模擬數(shù)據(jù)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析模擬數(shù)據(jù)的正確性?！　?4)本文分析了初期支護(hù)和二次襯砌在采用不同的荷載分擔(dān)比時(shí)，圍巖的應(yīng)力分布以及二次襯砌的受力情況?！　⊥ㄟ^(guò)以上幾個(gè)方面的研究得出了在不同圍巖條件下小凈距隧道的合理支護(hù)參數(shù)；仰拱的施設(shè)將使隧道結(jié)構(gòu)的承載力提高10％左右，仰拱的設(shè)置可以改善圍巖的受力狀態(tài)有效減小拉應(yīng)力，仰拱的設(shè)置可使隧道拱頂沉降位移減小40％左右，仰拱的施設(shè)可使隧道周邊圍巖的塑性區(qū)深度減小等重要結(jié)論?！　谋举|(zhì)上分析了載荷分擔(dān)問(wèn)題產(chǎn)生的根源是圍巖載荷釋放問(wèn)題，通過(guò)對(duì)隧道開(kāi)挖的對(duì)圍巖載荷釋放問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，得出V級(jí)圍巖的惡劣地質(zhì)條件下要盡早施作二次襯砌，使二次襯砌承擔(dān)較大的荷載以減小初期柔性支護(hù)的變形?！　?

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