【硕士】小净距大断面隧道施工力学特性及长期稳定性研究【2009】

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内容简介

　　学科专业：防灾减灾工程及防护工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：重庆交通大学　　学位年度： 2009年　　为适应日益增长的经济和交通发展要求，同时为解决分离式隧道最小净距要求所带来的展线不灵活、占地面积大、高边坡等突出问题，以三车道公路隧道为代表的小净距大断面隧道建设要求逐渐提升。但是，小净距大断面隧道的应用和研究尚处于起步阶段，施工过程中的力学特性和规律、隧道之间的相互影响等诸多问题还缺乏系统研究，其设计理论和施工方法还未成熟，无法满足工程的需要。　　本文围绕重庆绕城高速公路北段N7合同段的小净距大断面隧道展开，以三车道朝阳寺隧道为背景，采用数值模拟、现场监测等方法，重点研究了小净距大断面隧道在施工过程中的力学性态，近接施工影响，合理净距探讨，长期稳定性等几个方面。　　首先针对小净距大断面施工力学特性复杂的特点，结合工程实例，采用数值模拟手段进行三维弹塑性分析，研究得到了隧道施工过程中隧道围岩变形规律，并引入屈服接近度的概念评价围岩及支护结构受力特性，探讨了小净距大断面隧道近接施工影响规律。　　为了选择小净距大断面隧道的开挖方法，进行了依托工程隧道在不同施工方法条件下的围岩和支护结构变形及受力特性分析研究。研究结果表明：在控制地表沉降，降低隧道近接施工影响等方面效果最为明显的是双侧壁导坑法，依次为CRD法、台阶法、全断面法；其中CRD法、上下台阶法和全断面法屈服接近线呈蝴蝶形状，靠近中间岩柱处较另-N大，而双侧壁导坑法可以有效的抑制围岩屈服范围，使得围岩受力更加匀称。　　借鉴小净距隧道现有研究成果，结合朝阳寺隧道工程实践，研究分析了小净距大断面隧道不同近接施工围岩和隧道的变形及受力特性，给出了较为合理的净距为1D～1．2D，并采用强度折减法在不考虑支护的情况下进行计算，结果与前述分析一致，在此基础上提出一种新的小净距大断面隧道合理净距选取原则。　　通过对小净距大断面隧道长期稳定性研究，分析得出流变作用对围岩变形在前10年影响较大，随着时间增长逐渐减小，并在50年时基本稳定；对支护结构受力影响主要体现在二衬上，但还远未达到产生屈服和破坏的程度。　　

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