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浅埋重载大跨径连拱隧道施工过程空间力学效应分析

作　者: 李永斌
导　师: 芮勇勤
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 大跨径连拱隧道交通、建筑物荷载保护标准施工方案施工过程空间力学分析
分类号: U451
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

在山岭重丘区高等级公路建设中,受地形、地质条件和线路平、纵、横指标及三项指标组合设计的制约、工业城区条件的影响,经常采用连拱隧道。连拱隧道具有线形流畅,空间利用率高,占地面积较少,与洞外线路连接方便以及有利于保护环境等优点,因此在我国高速公路建设中应用越来越广泛。由于交叉处地理环境错综复杂,穿越公路建筑物,采用路堑施工造成工程量大、厂矿民房搬迁,严重影响周围环境,综合考虑采用浅埋大跨径连拱隧道施工方案,以保证原有道路通畅运营,有效降低工程造价、保证工程质量、保护环境,具有良好的经济性、适用性。本文在系统总结浅埋大跨径连拱隧道施工过程有限元分析的研究方法与公路、建筑物保护标准的基础上,对浅埋大跨径连拱隧道设计、施工方案、施工工序进行分析,为浅埋大跨径连拱隧道施工过程合理施工设计、监控预警、分析评价与应急处治奠定了良好的基础。同时,开展隧道明暗洞体、仰坡及洞口路堑边坡稳定性分析,进行了重载、建筑物下大跨径连拱隧道施工过程空间力学效应分析和岩体质量弱化对隧道施工过程空间力学效应影响分析,揭示大跨径连拱隧道在重载、建筑物下动态施工过程中围岩、中隔墙应力场、位移场和应变场的变化规律,较好的认证了A、B类监控量测数据,有效的保护了公路、建筑物安全。从空间、时间上认识了隧道施工过程中施工工序合理安排的重要性,优化的施工方案有效地指导了依托工程的施工。可见,浅埋大跨径连拱隧道施工方案的合理性对隧道施工过程的安全性、经济性、可靠性具有重要指导意义,本论文研究丰富了公路建筑物下浅埋大跨径连拱隧道的设计、施工和分析评价体系。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
第一章绪论  8-24
  1.1 问题的提出  8-9
  1.2 国内外大跨径连拱隧道设计、施工与研究现状  9-16
  1.3 大跨径连拱隧道存在的主要问题  16-18
  1.4 大跨连拱隧道施工过程空间力学效应分析方法  18-22
  1.5 本论文研究的主要内容与技术路线  22-24
第二章隧道施工过程有限元分析基本原理和方法  24-40
  2.1 有限元分析概述  24-25
  2.2 本构模型及力学强度特性  25-26
  2.3 弹塑性理论及有限元分析  26-32
  2.4 隧道施工过程数值模拟方法  32-38
  2.5 公路、建筑物地表(地基)破坏(保护)等级与变形控制标准  38-40
第三章浅埋大跨径连拱隧道工程设计与施工方案比选  40-72
  3.1 依托工程概况  40-41
  3.2 连拱隧道横断面、支护结构设计  41-44
  3.3 隧道施工技术原则  44-45
  3.4 隧道施工工序及方案比选  45-47
  3.5 隧道施工方案优化  47-68
  3.6 隧道施工过程中的问题及分析评价  68-72
第四章大跨径连拱隧道明暗洞体、仰坡及路堑边坡稳定性分析  72-81
  4.1 模型建立  72-73
  4.2 计算参数选取  73
  4.3 施工阶段数值模拟与结果分析  73-79
  4.4 路堑边坡稳定性分析  79-81
第五章重载、建筑物下隧道施工过程空间力学效应数值模拟分析  81-110
  5.1 模型建立  81-82
  5.2 计算参数选取  82
  5.3 重载、建筑物下隧道施工过程的空间效应分析  82-98
  5.4 岩体质量弱化条件下隧道施工过程的空间效应分析  98-110
第六章结论和建议  110-112
  6.1 结论  110-111
  6.2 建议  111-112
参考文献  112-116
致谢  116-117
附录  117-118
详细摘要  118-125

浅埋重载大跨径连拱隧道施工过程空间力学效应分析

内容摘要

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