本文關(guān)鍵詞：既有隧道改擴(kuò)建為雙連拱隧道的受力與變形規(guī)律研究

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【摘要】：近年來,隨著我國交通需求不斷激增,許多既有的公路隧道已經(jīng)不能滿足交通量的需求,隧道改擴(kuò)建已經(jīng)成為緩解交通通行能力不足的一個(gè)重要工程措施。然而,目前針對將既有淺埋隧道作為中導(dǎo)洞改擴(kuò)建為大跨徑雙連拱隧道的研究較少。本文以廣西荊埡隧道改擴(kuò)建工程為依托,利用模型試驗(yàn)和三維數(shù)值模擬,對淺埋既有隧道作為中導(dǎo)洞改擴(kuò)建為大跨徑雙連拱隧道的受力與變形規(guī)律進(jìn)行了研究。通過所設(shè)計(jì)的室內(nèi)模型試驗(yàn),對改擴(kuò)建工程中的地表沉降、圍巖應(yīng)力、中隔墻和襯砌應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行了研究,歸納總結(jié)了改擴(kuò)建施工過程中中隔墻和襯砌結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與應(yīng)變變化規(guī)律。研究表明:后行洞開挖引起的地表沉降更大,但地表沉降最大值在先行洞一側(cè);開挖后行洞對中隔墻和先行洞支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和應(yīng)變有顯著影響,中隔墻呈現(xiàn)出向后行洞一側(cè)偏壓;由于多次開挖對中隔墻上方圍巖的擾動(dòng)較嚴(yán)重,使得后行洞初支靠近中隔墻一側(cè)的拱肩處應(yīng)力最大。采用三維數(shù)值模擬的方法,研究了在淺埋既有隧道作為中導(dǎo)洞改擴(kuò)建為雙連拱隧道的動(dòng)態(tài)施工過程中,左、右洞支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形傳導(dǎo)機(jī)制以及不同開挖間距對隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)行為的影響。研究表明:在先行洞與后行洞的開挖掘進(jìn)過程中,先行洞支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形存在一個(gè)反復(fù)變化的過程;左、右洞開挖掘進(jìn)對距掌子面后方1倍單洞跨徑內(nèi)圍巖的穩(wěn)定性和中隔墻及支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形影響顯著;當(dāng)先行洞與后行洞開挖間距大于2倍單洞跨徑時(shí),開挖間距對改擴(kuò)建雙連拱隧道的受力和變形影響較小。本文的研究成果不僅為荊埡隧道改擴(kuò)建工程提供了指導(dǎo)性的意見,也可為以后的隧道改擴(kuò)建工程提供重要參考。
【關(guān)鍵詞】：隧道改擴(kuò)建工程 中隔墻 雙連拱隧道 模型試驗(yàn) 三維數(shù)值模擬 力學(xué)行為
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U451
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題研究的背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 隧道改擴(kuò)建研究10-11
• 1.2.2 小凈距及雙連拱隧道研究11-12
• 1.2.3 存在的問題12-13
• 1.3 依托荊埡隧道改擴(kuò)建工程的背景13-15
• 1.3.1 原隧道工程概況13-14
• 1.3.2 地質(zhì)條件與圍巖性質(zhì)14
• 1.3.3 改擴(kuò)建設(shè)計(jì)方案14-15
• 1.4 主要研究內(nèi)容和方法15-16
• 第二章 模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)16-31
• 2.1 確定相似比16-19
• 2.1.1 相似理論16
• 2.1.2 參數(shù)選取和相似關(guān)系確定16-18
• 2.1.3 模型試驗(yàn)相似比18-19
• 2.2 相似材料19-24
• 2.2.1 圍巖19-21
• 2.2.2 錨桿和鋼筋21-22
• 2.2.3 襯砌和中墻22-24
• 2.3 模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)24-30
• 2.3.1 模型制作24-26
• 2.3.2 測試系統(tǒng)26-29
• 2.3.3 測點(diǎn)布設(shè)29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 模型試驗(yàn)開展及試驗(yàn)結(jié)果分析31-60
• 3.1 土箱裝料及模型埋設(shè)31-32
• 3.2 模型試驗(yàn)開挖方案32-35
• 3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析35-54
• 3.3.1 地表下沉35-40
• 3.3.2 圍巖應(yīng)力40-45
• 3.3.3 中隔墻和襯砌應(yīng)力45-54
• 3.4 本章小結(jié)54-60
• 第四章 改擴(kuò)建施工動(dòng)態(tài)三維數(shù)值模擬60-71
• 4.1 引言60
• 4.2 FLAC3D軟件簡介60-61
• 4.3 三維數(shù)值模型61-63
• 4.3.1 模型建立61
• 4.3.2 開挖過程模擬及測點(diǎn)布置61-62
• 4.3.3 參數(shù)選取62-63
• 4.4 改擴(kuò)建施工動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果分析63-68
• 4.4.1 地表沉降63-64
• 4.4.2 二襯監(jiān)測點(diǎn)位移64-65
• 4.4.3 中隔墻應(yīng)力65-67
• 4.4.4 初支軸力67-68
• 4.5 不同開挖間距下模擬結(jié)果對比分析68-69
• 4.6 本章小結(jié)69-71
• 第五章 結(jié)論與展望71-73
• 5.1 主要研究結(jié)論71-72
• 5.2 不足之處及展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果78-79
• 致謝79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：949164