学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

特大断面大跨隧道断面形式与支护参数优化

作　者: 谢东武
导　师: 丁文其；蔡永昌
学　校: 同济大学
专　业: 结构工程
关键词: 特大断面大跨隧道断面形式支护参数优化喷射混凝土核心土岩柱对拉锚杆
分类号: U455.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 533次
引　用: 6次
阅　读: 论文下载

内容摘要

特大断面大跨隧道因其空间利用率高、线形美观，适应目前高速公路发展的总趋势，因而其工程实践不断增多。随着特大断面大跨隧道建设的发展，关于其工程特性、受力机理及稳定性的研究也飞速地发展了起来，本文正是在这个大环境下产生的。论文首先通过对现场实测数据的分析，总结了特大断面大跨隧道的特点；对特大断面大跨隧道的围岩和支护结构的力学特性进行了深入的分析，总结了拱部、侧壁、仰拱和核心土岩柱的力学机理；针对双侧壁导坑法核心土岩柱的稳定性，比较了特大断面大跨隧道核心土岩柱与小间距隧道洞间岩柱的相似与不同；采用MSC．MARC有限元分析软件建立三维模型进行数值模拟分析，验证了特大断面大跨隧道围岩和支护结构的变形规律。研究了随着断面的扩大，喷射混凝土的厚度随之增大的必要性，认为随着施工的进行改变喷射混凝土厚度是可行的；讨论了粘结性对初期支护稳定性的影响，对因临时支撑拆除时间的不同产生的围岩和支护结构的变形进行了分析比较，得到了可应用于工程实践的结论；对喷射混凝土的破坏模式进行了总结，提出了导洞下台阶落底长度的计算公式；建立约束条件和目标函数，采用施工动态有限元分析软件同济曙光GeoFBA^?，对Ⅴ级围岩条件下隧道断面形式进行了优化分析。对核心土临时支护的受力模型进行简化，提出了核心土临时支护最优曲率的判别准则；分析核心土宽度对围岩和支护结构稳定性的影响，采用数值模拟方法对不同核心土宽度下围岩和支护结构的受力和变形进行了比较，得出了较优的核心土宽度；研究了对拉锚杆的作用机理，分析了核心土岩柱加固不能采用砂浆锚杆和岩体注浆的原因，论证了核心土对拉锚杆是进行核心土岩柱加固的一种较好的措施。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
第1章绪论  12-23
  1.1 特大断面大跨隧道的特点  13-16
    1.1.1 两洞间距较小  13-14
    1.1.2 断面面积大、高跨比小、跨度大  14-15
    1.1.3 施工工序复杂  15-16
  1.2 特大断面大跨隧道研究现状  16-19
  1.3 存在的问题  19-21
  1.4 本文的研究内容  21
  1.5 研究思路与方法  21-23
    1.5.1 现场实测  21
    1.5.2 理论分析与支护参数优化  21-22
    1.5.3 数值模拟与断面形式优化  22-23
第2章特大断面大跨隧道围岩与支护结构变形机理研究  23-51
  2.1 引言  23-24
  2.2 围岩与支护结构变形特点  24-25
  2.3 围岩的力学特性  25-46
    2.3.1 拱部围岩力学特性  26-34
    2.3.2 侧壁围岩力学特性  34-38
    2.3.3 底部围岩力学特性  38-40
    2.3.4 核心土岩柱力学特性  40-46
  2.4 隧道围岩与支护结构的三维数值模拟  46-50
  2.5 小结  50-51
第3章特大断面大跨隧道断面形式优化研究  51-71
  3.1 引言  51
  3.2 喷射混凝土的作用原理  51-61
    3.2.1 喷射混凝土的柔性与厚度的关系  52-54
    3.2.2 粘结性对初期支护稳定性的影响  54-61
  3.3 喷射混凝土的破坏模式  61-64
    3.3.1 喷射混凝土在隧道轴向上的破坏  61-62
    3.3.2 喷射混凝土在横断面上的破坏  62-64
  3.4 V级围岩条件下最优断面形式的确定  64-70
    3.4.1 隧道计算模型的建立  64-66
    3.4.2 断面优化流程  66-68
    3.4.3 工程算例  68-70
  3.5 小结  70-71
第4章特大断面大跨隧道核心土岩柱优化研究  71-91
  4.1 引言  71
  4.2 施工工序对支护结构受力的影响  71-77
    4.2.1 三维数值模拟计算  72-75
    4.2.2 计算结果对比  75-77
  4.3 核心土岩柱临时支护曲率最优判断准则  77-83
    4.3.1 核心土临时支护计算模型的简化  77-80
    4.3.2 临时支护最优曲率判别准则的建立  80-83
  4.4 核心土岩柱宽度的优化确定  83-86
  4.5 核心土对拉锚杆的作用原理  86-90
  4.6 小结  90-91
第5章结论与展望  91-93
  5.1 结论  91-92
  5.2 进一步工作的方向  92-93
致谢  93-94
参考文献  94-99
附录现场部分监测数据汇总  99-106
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果  106

特大断面大跨隧道断面形式与支护参数优化

内容摘要

全文目录

相似论文