【硕士】黄土地区非对称小间距及偏连拱隧道施工力学理论研究【2010】

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内容简介

　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：西南交通大学　　学位年度： 2010年　　随着国内西部大开发及城市轨道交通的快速发展，西部的主要城市将首先建设大量的地铁隧道，在黄土区实施城市小间距隧道将越来越多，小间距及连拱隧道正是在接线困难时出现的一种特殊结构形式，而非对称连拱隧道更是特殊条件下的一种特殊结构形式的隧道。本文围绕拟设计的黄土地区地铁非对称小间距及连拱隧道，进行动态施工力学模拟研究，主要包括以下内容。　　1．推导了浅埋黄土小间距及偏连拱隧道荷载计算公式，结合现场实测围岩压力，与当前浅埋理论计算结果对比分析，得到与实测吻合的浅埋理论计算式。　　2．将黄土特性应用到小间距隧道工程实际分析中来，采用传统摩尔库伦手动加竖向节理模型与双线性遍布节理模型的数值模拟结果与现场实测值进行对比，并且得出结论：双线性遍布节理模型考虑黄土的结构性强度和垂直节理更加符合工程实际。　　3．根据建议的双线性遍布节理模型，采用平面数值方法，进行有、无初期支护、不同埋深、不同净距、不同隧道形状的对比分析。　　4．通过数值模拟分析，比较非对称小间距及连拱隧道的三种开挖方法(中导洞+左右洞上下台阶法、中导洞+右左洞上下台阶法、中导洞+左右洞同时上下台阶法)洞室各关键点的位移和应力分布特点，优化该隧道型式的开挖工序。在三维数值模拟中，分析了两种工况时非对称连拱隧道各研究断面围岩各特征点围岩位移、地表沉降与离工作面距离的关系，从而对后施工隧道的施作时机提出建议。给出了施工监测控制基准值，指出浅埋应按变形控制。　　5．对数值模拟结果中，偏连拱隧道中夹岩柱表现出的特点进行了整理分析，总结了中夹岩柱的特性。　　

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