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大跨度小净距隧道进口段开挖及病害处理研究

作　者: 王磊
导　师: 吴从师
学　校: 长沙理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 大跨度小净距隧道数值模拟导坑法台阶法监控量测支护
分类号: U457.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 158次
引　用: 2次
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内容摘要

小净距隧道是一种特殊的隧道形式，而大跨度小净距隧道由于其开挖断面大、间距小以及结构特殊等特点，在左右洞同时交错开挖和支护的同时，增加了隧道设计和施工的难度，尤其是隧道的进口段和出口段一般处于围岩较弱的地方，其施工也就成为隧道施工的重点。因此，全面了解和掌握大跨度小净距隧道进口段或出口段的应力分布，采用数值模拟方法动态模拟隧道进口段或出口段施工全过程中的围岩和支护结构的应力应变关系，从理论的高度认识和解释施工过程中隧道的变形规律和结构特点，具有重要意义。本文以鹤上隧道工程实例为背景，利用大型数值分析软件ANSYS建立有限元计算模型，采用弹塑性有限元，对鹤上隧道进口段施工过程进行了开挖模拟，其主要研究内容包括：1、隧道进口段围岩为V级围岩，左右两洞根据隧道施工的实际情况采取不同的开挖方法：左洞采用双侧壁导坑法，右洞采取上下台阶法。并对这两种开挖方式分别进行数值模拟，分析了两种开挖方式下围岩的位移场和应力场，并对支护结构的应力状态进行了研究。2、通过对鹤上隧道的现场监控量测资料进行了分析，并与进口段开挖模拟的数据进行了对比，验证了数值模拟的可靠性。3、针对隧道进口段出现一些病害，分析其产生的原因，并通过了病害治理前后的监测数据对比，证明了病害治理措施的有效性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-14
  1.1 概述  9
  1.2 国内外研究现状  9-11
  1.3 数值模拟方法在隧道中应用的进展  11-13
  1.4 本文研究工作  13-14
第二章 ANSYS有限元基本原理  14-21
  2.1 ANSYS有限单元法的简介  14-15
  2.2 材料模型的本构理论  15-18
  2.3 隧道模型材料参数的确定  18-21
第三章大跨度小净距隧道进口段开挖数值模拟  21-76
  3.1 鹤上隧道监测基本情况简介  21
  3.2 鹤上隧道进口段开挖施工简介  21-25
  3.3 鹤上隧道进口段开挖的数值模拟  25-29
  3.4 隧道的开挖模拟计算结果分析  29-74
  3.5 本章小结  74-76
第四章鹤上隧道进口段监控量测实测研究  76-86
  4.1 鹤上隧道监测基本情况  76-80
  4.2 数值计算与实测结果分析  80-84
  4.3 本章小结  84-86
第五章鹤上隧道进口段病害处理  86-96
  5.1 隧道病害治理的现状  86-87
  5.2 鹤上隧道进口段病害的基本情况  87-88
  5.3 病害的原因分析以及处理的主要措施  88-90
  5.4 病害处理前后的实测结果比较  90-95
  5.5 本章小结  95-96
第六章结论与展望  96-98
  6.1 结论  96-97
  6.2 展望  97-98
参考文献  98-101
致谢  101-102
附录A(攻读学位期间发表的论文目录)  102
附录B(攻读学位期间参加的科研课题项目)  102

大跨度小净距隧道进口段开挖及病害处理研究

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