本文關(guān)鍵詞：百靖高速公路巖溶化圍巖對(duì)連拱隧道中隔墻變形影響研究

  更多相關(guān)文章： 巖溶 連拱隧道 數(shù)值分析 應(yīng)力、位移變化規(guī)律 中隔墻 適宜長(zhǎng)度

【摘要】：我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正在快速進(jìn)行,修建于巖溶地區(qū)的公路隧道也越來(lái)越多,連拱隧道因橋隧銜接方便、線型流暢、占地少等特點(diǎn)受到設(shè)計(jì)人員的青睞。但連拱隧道跨度較大導(dǎo)致其施工工序十分繁瑣、圍巖應(yīng)力變化情況復(fù)雜,使得其在巖溶地區(qū)的應(yīng)用中仍存在一些問(wèn)題。本文以百(色)靖(西)高速公路上隴眉1號(hào)連拱隧道為工程依托,采用二維、三維數(shù)值模擬方法研究溶洞位置、規(guī)模以及方向?qū)B拱隧道中隔墻的影響并提出了不同巖溶條件下中隔墻的限制長(zhǎng)度,為在巖溶區(qū)修建連拱隧道提供參考依據(jù)。主要研究工作及成果如下：(1)建立了考慮溶洞位置的數(shù)值模型,分析了不同位置的溶洞對(duì)連拱隧道中隔墻位移的影響。結(jié)果顯示,從整體施工過(guò)程來(lái)看,對(duì)中隔墻水平位移的影響由大到小的溶洞位置依次為溶洞位于中隔墻正上方,左、右洞洞頂,中隔墻正下方以及中隔墻左、右側(cè)。對(duì)豎向位移而言,溶洞位于中隔墻上方時(shí),產(chǎn)生的隆起最大；位于中隔墻下方時(shí),產(chǎn)生的沉降最大。溶洞位于其它位置時(shí),對(duì)中隔墻豎向位移影響不大。(2)建立了考慮溶洞規(guī)模的數(shù)值模型,研究了不同規(guī)模的溶洞對(duì)連拱隧道中隔墻位移的影響。結(jié)果表明,溶洞半徑越大,中隔墻水平位移越大,隆起值越大；溶洞半徑越小,中隔墻沉降值越大。(3)建立了考慮溶洞方向的數(shù)值模型,研究了不同溶洞方向?qū)B拱隧道中隔墻位移及應(yīng)力的影響。結(jié)果表明,Y軸方向溶洞對(duì)中隔墻水平位移的影響最大,其次為Z軸方向溶洞,X軸方向溶洞對(duì)水平位移的影響最小,但是對(duì)中隔墻沉降影響最大,Y軸方向溶洞,對(duì)中隔墻隆起影響最大。(4)建立了考慮隧道埋深的數(shù)值模型,研究了多種工況下,不同類型的巖溶化圍巖中,中隔墻的極限長(zhǎng)度與坡度的關(guān)系。結(jié)果表明,針對(duì)本地區(qū)地質(zhì)條件,連拱隧道在單跨10.75m,中隔墻寬3.5m,且上方有大型溶洞存在時(shí),中隔墻不產(chǎn)生破壞的極限長(zhǎng)度為60/tana (m), (a為邊坡坡角)。在該種工況下,建議使用強(qiáng)度判據(jù)對(duì)連拱隧道進(jìn)行穩(wěn)定性判斷。在巖溶發(fā)育極強(qiáng)烈的圍巖中,連拱隧道在單跨10.75m,中隔墻寬3.5m時(shí),中隔墻不產(chǎn)生破壞的極限長(zhǎng)度為57/tana (m), (a為邊坡坡角)。在該種工況下,建議使用位移判據(jù)對(duì)連拱隧道進(jìn)行穩(wěn)定性判斷。
【關(guān)鍵詞】：巖溶 連拱隧道 數(shù)值分析 應(yīng)力、位移變化規(guī)律 中隔墻 適宜長(zhǎng)度
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U452.1
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 研究背景和意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 巖溶特性13
• 1.2.2 巖溶對(duì)隧道的危害13-15
• 1.2.3 巖溶隧道研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.4 連拱隧道研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.5 圍巖穩(wěn)定性判據(jù)18-19
• 1.3 問(wèn)題的提出19
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容和方法19-20
• 2 考慮巖溶發(fā)育條件的連拱隧道數(shù)值分析模型的建立20-30
• 2.1 MIDAS/GTS程序簡(jiǎn)介20-21
• 2.2 工程概況21-25
• 2.2.1 工程區(qū)氣候特征22-23
• 2.2.2 工程地質(zhì)條件23-25
• 2.3 數(shù)值模型的建立25-30
• 2.3.1 基本假定25
• 2.3.2 模擬初始地應(yīng)力25
• 2.3.3 模型及邊界條件25-26
• 2.3.4 參數(shù)選取26-28
• 2.3.5 隧道開(kāi)挖與支護(hù)過(guò)程模擬28-30
• 3 巖溶發(fā)育特征對(duì)連拱隧道中隔墻變形影響分析30-58
• 3.1 溶洞位置對(duì)連拱隧道中隔墻的影響結(jié)果分析30-37
• 3.1.1 溶洞位置對(duì)中隔墻水平位移的影響31-34
• 3.1.2 溶洞位置對(duì)中隔墻豎向位移的影響34-37
• 3.1.3 本節(jié)小結(jié)37
• 3.2 溶洞規(guī)模對(duì)連拱隧道中隔墻的影響結(jié)果分析37-43
• 3.2.1 溶洞規(guī)模對(duì)中隔墻水平位移的影響38-41
• 3.2.2 溶洞規(guī)模對(duì)中隔墻豎向位移的影響41-43
• 3.2.3 本節(jié)小結(jié)43
• 3.3 溶洞方向?qū)B拱隧道中隔墻的影響結(jié)果分析43-57
• 3.3.1 基本假定43-44
• 3.3.2 模型及邊界條件44
• 3.3.3 隧道開(kāi)挖與支護(hù)過(guò)程模擬44-45
• 3.3.4 溶洞方向?qū)χ懈魤ψ畲笾鲬?yīng)力值的影響45-49
• 3.3.5 溶洞方向?qū)χ懈魤ψ钚≈鲬?yīng)力值的影響49-52
• 3.3.6 溶洞方向?qū)χ懈魤λ轿灰频挠绊?/span>52-54
• 3.3.7 溶洞方向?qū)χ懈魤ωQ向位移的影響54-57
• 3.3.8 本節(jié)小結(jié)57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 4 大型溶洞存在時(shí)中隔墻適宜長(zhǎng)度計(jì)算分析58-74
• 4.1 模型及邊界條件58-59
• 4.2 對(duì)中隔墻應(yīng)力的影響59-63
• 4.2.1 對(duì)中隔墻最大主應(yīng)力的影響59-61
• 4.2.2 對(duì)中隔墻最小主應(yīng)力的影響61-63
• 4.3 對(duì)圍巖應(yīng)力的影響63-66
• 4.3.1 對(duì)圍巖最大主應(yīng)力的影響63-64
• 4.3.2 對(duì)圍巖最小主應(yīng)力的影響64-66
• 4.4 對(duì)圍巖位移的影響66-70
• 4.4.1 對(duì)圍巖水平位移的影響66-68
• 4.4.2 對(duì)圍巖豎向位移的影響68-70
• 4.5 中隔墻適宜長(zhǎng)度確定70-72
• 4.6 本章小結(jié)72-74
• 5 巖溶發(fā)育極強(qiáng)烈圍巖中的中隔墻適宜長(zhǎng)度計(jì)算分析74-86
• 5.1 對(duì)中隔墻應(yīng)力的影響74-77
• 5.1.1 對(duì)中隔墻最大主應(yīng)力的影響74-76
• 5.1.2 對(duì)中隔墻最小主應(yīng)力的影響76-77
• 5.2 對(duì)圍巖應(yīng)力的影響77-80
• 5.2.1 對(duì)圍巖最大主應(yīng)力的影響77-78
• 5.2.2 對(duì)圍巖最小主應(yīng)力的影響78-80
• 5.3 對(duì)圍巖位移的影響80-83
• 5.3.1 對(duì)圍巖水平位移的影響80-81
• 5.3.2 對(duì)圍巖豎向位移的影響81-83
• 5.4 中隔墻適宜長(zhǎng)度確定83-84
• 5.5 本章小結(jié)84-86
• 6 結(jié)論與展望86-88
• 6.1 結(jié)論86-87
• 6.2 展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果92-96
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集96

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