【摘要】：本文依托共和至玉樹公路的鄂拉山隧道工程實(shí)例,采用基于Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則的理想彈塑性模型作為巖土體本構(gòu),展開了應(yīng)力場(chǎng)—溫度場(chǎng)耦合數(shù)值模擬,對(duì)青藏高原嚴(yán)酷環(huán)境條件下隧道的溫度場(chǎng)與襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定影響因素展開了系列研究。論文分析了考慮多影響因素下的各因素影響程度,并得到了系列結(jié)論,對(duì)寒區(qū)隧道的建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。論文首先進(jìn)行了隧道溫度場(chǎng)數(shù)值模擬研究,基于不同縱深隧道的有限元模型,在多工況下分析了圍巖和襯砌的溫度場(chǎng)。結(jié)果表明:襯砌底部中軸線最高溫度與最低溫度差值隨縱深發(fā)展不斷增大,溫度變化速率先快后慢,逐漸趨向于平穩(wěn),隧道進(jìn)口約前40m變化較快,且襯砌底部溫度明顯高于頂部。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了隧道變形與應(yīng)力數(shù)值模擬研究,在多工況下分析了不同襯砌材料的主應(yīng)力和各部位位移。結(jié)果表明:襯砌的拱肩及拱腳位置容易產(chǎn)生應(yīng)力集中和最大位移量。在考慮溫度應(yīng)力后,應(yīng)力值大幅升高且以拉應(yīng)力為主,而位移分布整體上保持不變。最后開展了隧道影響因素研究,計(jì)算了重要參數(shù)下隧道襯砌溫度、應(yīng)力和位移分布的變化規(guī)律,探討了影響隧道襯砌性能的主要因素。結(jié)果表明:對(duì)復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定影響最大因素為溫差,其次為線膨脹系數(shù)和接觸面摩擦系數(shù)。
[Abstract]:In this paper, based on the engineering example of Erashan Tunnel of Gonghe to Yushu Highway, the ideal elastic-plastic model based on Mohr-Coulomb yield criterion is used as the constitutive model of rock and soil, and the coupled numerical simulation of stress field and temperature field is carried out. The influence factors of tunnel temperature field and lining structure stability under severe environmental conditions in Qinghai-Xizang Plateau are studied. The paper analyzes the influence degree of each factor under the consideration of many factors, and obtains a series of conclusions, which has certain guiding significance for the construction of tunnel in cold area. Firstly, the numerical simulation of tunnel temperature field is carried out. Based on the finite element model of different depth tunnels, the temperature field of surrounding rock and lining is analyzed under various working conditions. The results show that the difference between the maximum temperature and the lowest temperature in the central axis of the bottom of the lining increases with the development of the depth, the temperature change rate is first fast and then slow, and gradually tends to be stable, and the first 40 m before the entrance of the tunnel changes rapidly. The temperature at the bottom of the lining is obviously higher than that at the top. On this basis, the numerical simulation of tunnel deformation and stress is carried out, and the principal stress and displacement of different lining materials are analyzed under various working conditions. The results show that the stress concentration and maximum displacement are easily produced in the arch shoulder and arch foot position of lining. After considering the temperature stress, the stress value increases greatly and the tensile stress is the main one, while the displacement distribution remains the same as a whole. Finally, the influence factors of tunnel are studied, and the variation law of tunnel lining temperature, stress and displacement distribution under important parameters are calculated, and the main factors affecting tunnel lining performance are discussed. The results show that the temperature difference is the most important factor affecting the stability of the composite lining structure, followed by the linear expansion coefficient and the friction coefficient of the contact surface.
【學(xué)位授予單位】：青海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U451

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本文編號(hào)：2343629