大跨隧道交叉口开挖方法及力学行为研究

发布时间：2017-05-26 14:09

  本文关键词：大跨隧道交叉口开挖方法及力学行为研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地铁车站由于其建筑空间大，需要的隧道跨径大，而大跨径地铁车站的施工技术要求高、难度大，在隧道开挖时，隧道周边的应力应变非常复杂，稍有不慎，极易造成隧道的塌方。而在大跨径隧道的侧壁再开挖出交叉隧道，受力关系更复杂，施工难度更高。目前，针对大跨度交叉隧道的理论分析工作还相当不够，对其工作机理尚不十分清楚，国内外相关研究较少，研究与应用还处于摸索阶段，缺乏系统和全面的研究，，导致其设计理论和施工方法还尚不成熟。 本文以重庆·西部国际会展中心配套市政交通工程黄茅坪车站与3号出入口相交叉的T形交叉口，黄茅坪车站与3号和4号出入口相交叉的十字形交叉口为依托，采用通用有限元数值分析软件ANSYS对车站T形交叉口和十字形交叉口开挖进行全过程的动态数值分析模拟，结合施工监控量测数据，对大跨径交叉段施工力学特性进行研究： ①通过数值模拟手段，着重从双侧壁导洞法开挖、CD法开挖和台阶法开挖的不同工况进行模拟，依据现场实际情况，采用合理的施工方法，达到技术上可行、经济上合理、安全上有保证。 ②研究不同工况下大跨径隧道T形交叉部位和十字形交叉部位的力学特征，分析施工过程中围岩应力及位移的变化规律，讨论各种开挖方法及分部顺序对交叉段影响。并对影响大跨径隧道交叉区域围岩稳定性的因素进行研究。 ③通过对交叉段的监控量测数据处理分析，对隧道的拱顶及拱肩沉降、水平收敛和支护结构受力进行研究分析，阐述交叉区域施工开挖过程中围岩和初期支护受力情况，探讨大跨径隧道交叉段的变形规律。
【关键词】：大跨隧道 T形交叉口 十字形交叉口 开挖方法 数值模拟 监控量测
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U445.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 问题的提出7-8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 理论研究8
• 1.2.2 模型试验研究8-9
• 1.2.3 数值分析研究9-11
• 1.3 本文研究内容及技术路线11-13
• 1.3.1 本文的研究内容11-12
• 1.3.2 技术路线12-13
• 第二章 岩土工程基本理论及有限单元法13-20
• 2.1 岩土工程基本理论13-17
• 2.1.1 弹塑性基本理论13-15
• 2.1.2 Drucker—Prager 模型15-17
• 2.2 有限单元法17-20
• 第三章 工程概况20-25
• 3.1 地质基本概况20-22
• 3.1.1 工程位置及范围20-21
• 3.1.2 工程自然条件21
• 3.1.3 工程地质条件21-22
• 3.2 黄茅坪车站设计概况22-25
• 3.2.1 设计标准、设计要求22-23
• 3.2.2 结构设计概况23-25
• 第四章 大跨隧道交叉口开挖方法数值模拟分析25-67
• 4.1 计算模型的建立和参数取值25-27
• 4.1.1 交叉区域三维模型建立及边界条件25
• 4.1.2 计算参数选取25-26
• 4.1.3 开挖工法的设计26-27
• 4.2 T 形交叉口开挖方法数值模拟27-44
• 4.2.1 T 形交叉口双侧壁导洞法开挖27-32
• 4.2.2 T 形交叉口 CD 法开挖32-37
• 4.2.3 T 形交叉口台阶法开挖37-42
• 4.2.4 分析结果对比42-44
• 4.3 十字形交叉口开挖方法数值模拟44-64
• 4.3.1 十字形交叉口双侧壁导洞法开挖44-50
• 4.3.2 十字形交叉口 CD 法开挖50-56
• 4.3.3 十字形交叉口台阶法开挖56-63
• 4.3.4 分析结果对比63-64
• 4.4 本章小节64-67
• 第五章 大跨隧道交叉口动态监测67-76
• 5.1 监控量测概述67-68
• 5.2 量测项目及其分类68-71
• 5.2.1 洞内沉降及收敛观测69-70
• 5.2.2 初期支护型钢拱架应力监测70-71
• 5.3 监控量测数据处理及分析71-75
• 5.3.1 洞内变形监测71-73
• 5.3.2 钢拱架应力监测73-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第六章 结论与展望76-79
• 6.1 结论76-78
• 6.2 后续研究工作及展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83
• 在校期间发表的论著及取得的科研成果83

【参考文献】

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本文编号：397059