發(fā)布時(shí)間：2020-04-12 12:24

【摘要】：土壓平衡或泥水盾構(gòu)法在隧道施工廣泛使用,為保證隧道的穩(wěn)定性和安全性,通常在工作面施加壓力。但是,當(dāng)隧道工作面壓力過(guò)大時(shí),可能發(fā)生被動(dòng)破壞。另外,對(duì)于淺埋隧道,管片周?chē){壓力過(guò)大也可能導(dǎo)致臨近土體的被動(dòng)破壞。此外,在地鐵隧道密集的城市地區(qū),經(jīng)常出現(xiàn)下穿既有隧道的情況,隧道的被動(dòng)破壞會(huì)還影響既有隧道的安全。本論文以隧道的被動(dòng)破壞為中心,采用極限分析法研究了不同情況下隧道被動(dòng)破壞的機(jī)理。利用軟件OPTMU3D和OPTUM2D進(jìn)行建模,得到被動(dòng)破壞的上限解,通過(guò)分析被動(dòng)破壞的臨界壓力和滑動(dòng)面分析各工況的破壞形式。隧道破壞的最重要的因素包括隧道埋深比、周?chē)馏w的摩擦角和粘聚力。本論文針對(duì)上述因素進(jìn)行了參數(shù)化研究。結(jié)果表明,隨著埋深比、摩擦角和內(nèi)聚力的增加,隧道的臨界被動(dòng)破壞壓力增大�？紤]到二維分析的高效性和實(shí)際中的廣泛應(yīng)用,本論文分析了三維與二維分析結(jié)果的關(guān)系。論文研究了隧道工作面被動(dòng)破壞的三維效應(yīng),得到了不同土體強(qiáng)度和隧道埋深比情況的設(shè)計(jì)圖表,可以根據(jù)該設(shè)計(jì)圖表簡(jiǎn)便的對(duì)二維結(jié)果進(jìn)行修正。本文同時(shí)進(jìn)行了隧道斷面形狀效應(yīng)的研究。建立了圓形、矩形、六邊形隧道的被動(dòng)面破壞模型。由于整體破壞面的相似性,當(dāng)不同形狀截面的面積相同時(shí)時(shí),臨界被動(dòng)破壞壓力沒(méi)有明顯的差異。對(duì)于發(fā)生在隧道襯砌側(cè)的被動(dòng)破壞,本文分析了不同土體強(qiáng)度和埋深比的情況下隧道上部,側(cè)部和底部的臨近破壞壓力。相同情況下,與其他位置相比,由于隧道的頂部產(chǎn)生的破壞面最小,因此其臨界破壞壓力最低。新建隧道對(duì)既有隧道方面,本文重點(diǎn)研究了下穿隧道破壞時(shí),與既有隧道的最危險(xiǎn)距離。結(jié)果表明,下穿隧道與既有隧道最危險(xiǎn)的距離約為兩倍直徑。當(dāng)距離更近時(shí),既有隧道已經(jīng)在破壞面之外,因此不是最危險(xiǎn)情況。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U455.4

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