【硕士】连拱隧道监控量测与中墙优化设计【2010】

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内容简介

　　学科专业：岩土工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：武汉理工大学　　学位年度： 2010年　　改革开放以来，我国公路交通量迅猛增加，传统的分离式隧道和小净距隧道已不能满足交通要求，在这种情况下连拱隧道便应运而生。由于连拱隧道在我国起步较晚，其设计和施工方法都还不成熟。作为连拱隧道结构的重要组成部分——中墙，其在设计和施工中可借鉴的经验更少，而中墙设计合理与否，直接关系到整个隧道的稳定与否。因此，有必要结合实际的工程实例对连拱隧道的中墙受力情况进行系统的研究。　　本文依托在建的二广高速公路沙塘坑隧道，根据其设计和施工时使用的施工方法和支护措施，采取理论研究、现场实验和数值模拟相结合的研究方法和思路，对该隧道中墙开展了一系列的研究工作。　　首先，根据连拱隧道相关力学原理，确定围岩压力的计算方法。由于深埋隧道和浅埋隧道围岩压力的计算方法不同，因此必须先根据隧道顶部覆盖土层能否形成“自然拱"来进行深埋隧道和浅埋隧道的划分，然后才能计算其相应的围岩压力。　　其次，对现场实验的目的和意义进行了总结，介绍了现场实验中常采用的监测项目的内容及注意事项，并将其监测结果绘制成曲线。在此基础上选取一个典型断面的狰空收敛、拱顶下沉、围岩压力和锚杆轴力监测数据进行研究，并分析了该断面中墙的应力和位移的监测结果，发现其特征值与正常情况相比偏大，出现异常的原因是在偏压条件下连拱隧道中墙对称于中导洞设置造成其两侧受力不均。　　最后，利用ANSYS有限元分析软件对中墙设置在中导洞中央的对称形式和中墙向深埋侧(围岩压力大的一侧)偏移1米的不对称设置两种情况进行数值模拟，从中墙的应力和应变方面来看，中墙向深埋侧移动1m，其两侧所受的不对称压力将大大的减小，中墙产生的应力和应变也大幅度降低，因此其受力更加合理，稳定性更好。　　

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