地震作用下隐伏溶洞对新桐子岭隧道的影响研究
发布时间：2022-05-08 09:41
我国岩溶区分布较广,遍及多个地区,由于岩溶区中地下水和地面水相互作用,岩溶区周围岩性较差,发育着各种类型的溶洞,对隧道施工建设造成一定的安全隐患,同时在地震作用下,这种隐患会显得更加明显,因此针对处于岩溶地质条件下的隐伏溶洞对隧道的动力响应分析尤为重要。本文以新桐子岭铁路隧道工程为研究背景,采用MIDAS GTS NX软件进行有限元数值模拟,讨论了溶洞在隧道不同位置、不同外边距,不同溶洞形态和不同溶洞填充等共计22种工况时围岩稳定性和二衬结构安全性的规律。本文研究内容如下:（1）对隧道各阶段的应力状态进行了分析和论述,阐述了本文运用的隧道围岩稳定性和衬砌结构安全性的判据。（2）阐述了模型的建立及参数简化、地震波的选取、边界条件的选取、特征值分析原理、时程分析原理等动力分析关键问题,建立隧道埋深为2D~12D（D为隧道跨径6.25m）共计6个有限元模型进行计算分析,确定了后续数值模拟时的隧道埋深为8D。（3）利用有限元软件分析在地震作用下,溶洞在隧道左侧、顶部、底部和溶洞与隧道外边距为0m（无溶洞）、1m、3m、5m、7m时围岩和二衬各8个节点的位移和应力值,得到了围岩和二衬的地震动力响...
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状
1.2.1 岩溶隧道静力研究现状
1.2.2 岩溶隧道地震响应研究现状
1.3 本文研究内容和技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 隧道围岩及衬砌安全性理论研究
2.1 隧道施工工法
2.2 隧道施工各阶段力学理论
2.2.1 隧道施工各阶段的应力状态
2.3 隧道安全判据
2.3.1 围岩稳定性安全判据
2.3.2 衬砌结构动力安全性判据
2.4 本章小结
第三章 隧道动力响应数值模拟基础
3.1 有限元计算原理
3.2 隧道动力响应分析流程
3.2.1 计算模型
3.2.2 模型参数
3.2.3 地震波的选取
3.2.4 边界条件的选取
3.2.5 特征值分析
3.2.6 时程分析
3.2.7 地震波输入验证
3.2.8 计算结果说明
3.3 合理计算埋深的确定
3.3.1 位移分析
3.3.2 应力分析
3.3.3 计算埋深
3.4 本章小结
第四章 地震作用下隐伏溶洞位置对隧道的影响分析
4.1 地震作用下侧部溶洞对隧道的影响分析
4.1.1 位移分析
4.1.2 应力分析
4.1.3 安全系数分析
4.2 地震作用下顶部溶洞对隧道的影响分析
4.2.1 位移分析
4.2.2 应力分析
4.2.3 安全系数分析
4.3 地震作用下底部溶洞对隧道的影响分析
4.3.1 位移分析
4.3.2 应力分析
4.3.3 安全系数分析
4.4 本章小结
第五章 地震作用下隐伏溶洞形态对隧道的影响分析
5.1 新桐子岭隧道既有溶洞情况
5.2 地震作用下不同溶洞形态对隧道的影响分析
5.2.1 位移分析
5.2.2 应力分析
5.2.3 安全系数分析
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文及取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]小型溶洞对隧道稳定性的影响分析[J]. 邵勇,阎长虹,许宝田,王宁,郑军. 地质论评. 2012(03)
[2]地震作用下无衬砌黄土隧道围岩结构安全系数的计算探讨[J]. 程选生,郑颖人. 岩土力学. 2011(03)
[3]隧道底部溶洞的处理及溶洞对隧道围岩稳定性影响的研究[J]. 徐成进,王木群. 公路工程. 2011(01)
[4]强震动加速度记录基线校正问题探讨[J]. 郑水明,周宝峰,温瑞智,王岚. 大地测量与地球动力学. 2010(03)
[5]侧部岩溶隧道围岩稳定性数值分析与研究[J]. 谭代明,漆泰岳,莫阳春. 岩石力学与工程学报. 2009(S2)
[6]溶洞分布部位对隧道稳定性影响的数值分析[J]. 蒋颖. 铁道标准设计. 2009(09)
[7]既有溶洞对隧道围岩位移特征影响的数值试验[J]. 宋战平,党宏斌,李宁. 长江科学院院报. 2008(05)
[8]“5.12”汶川地震灾区桥梁典型损毁情况与原因浅析[J]. 李建民,冯际安,金大勇,陈金刚. 城市道桥与防洪. 2008(08)
[9]达成高速铁路岩溶隧道围岩稳定性分析[J]. 莫阳春,周晓军. 中国铁道科学. 2008(03)
[10]土洞对地铁隧道开挖的影响性状研究[J]. 雷金山,苏锋,阳军生,陈福全,周灿朗. 铁道科学与工程学报. 2008(02)
博士论文
[1]隐伏溶洞对隧道围岩[D]. 宋战平.西安理工大学 2006
硕士论文
[1]岩溶公路隧道施工及运营安全性研究[D]. 马勤国.兰州交通大学 2014
[2]刘家湾连拱隧道地震响应分析及抗震研究[D]. 黄宇.长沙理工大学 2013
[3]特殊地质条件下隧道结构的震害机理分析及抗震研究[D]. 殷允腾.山东科技大学 2011
[4]岩溶隧道与溶洞的安全距离研究[D]. 曹茜.北京交通大学 2010
[5]圆形隧道围岩应力与位移的数值模拟与分析[D]. 张仙义.浙江大学 2007
[6]隧道岩溶围岩力学特性的初步研究[D]. 李奎.西南交通大学 2005
本文编号：3651414
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状
1.2.1 岩溶隧道静力研究现状
1.2.2 岩溶隧道地震响应研究现状
1.3 本文研究内容和技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 隧道围岩及衬砌安全性理论研究
2.1 隧道施工工法
2.2 隧道施工各阶段力学理论
2.2.1 隧道施工各阶段的应力状态
2.3 隧道安全判据
2.3.1 围岩稳定性安全判据
2.3.2 衬砌结构动力安全性判据
2.4 本章小结
第三章 隧道动力响应数值模拟基础
3.1 有限元计算原理
3.2 隧道动力响应分析流程
3.2.1 计算模型
3.2.2 模型参数
3.2.3 地震波的选取
3.2.4 边界条件的选取
3.2.5 特征值分析
3.2.6 时程分析
3.2.7 地震波输入验证
3.2.8 计算结果说明
3.3 合理计算埋深的确定
3.3.1 位移分析
3.3.2 应力分析
3.3.3 计算埋深
3.4 本章小结
第四章 地震作用下隐伏溶洞位置对隧道的影响分析
4.1 地震作用下侧部溶洞对隧道的影响分析
4.1.1 位移分析
4.1.2 应力分析
4.1.3 安全系数分析
4.2 地震作用下顶部溶洞对隧道的影响分析
4.2.1 位移分析
4.2.2 应力分析
4.2.3 安全系数分析
4.3 地震作用下底部溶洞对隧道的影响分析
4.3.1 位移分析
4.3.2 应力分析
4.3.3 安全系数分析
4.4 本章小结
第五章 地震作用下隐伏溶洞形态对隧道的影响分析
5.1 新桐子岭隧道既有溶洞情况
5.2 地震作用下不同溶洞形态对隧道的影响分析
5.2.1 位移分析
5.2.2 应力分析
5.2.3 安全系数分析
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文及取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]小型溶洞对隧道稳定性的影响分析[J]. 邵勇,阎长虹,许宝田,王宁,郑军. 地质论评. 2012(03)
[2]地震作用下无衬砌黄土隧道围岩结构安全系数的计算探讨[J]. 程选生,郑颖人. 岩土力学. 2011(03)
[3]隧道底部溶洞的处理及溶洞对隧道围岩稳定性影响的研究[J]. 徐成进,王木群. 公路工程. 2011(01)
[4]强震动加速度记录基线校正问题探讨[J]. 郑水明,周宝峰,温瑞智,王岚. 大地测量与地球动力学. 2010(03)
[5]侧部岩溶隧道围岩稳定性数值分析与研究[J]. 谭代明,漆泰岳,莫阳春. 岩石力学与工程学报. 2009(S2)
[6]溶洞分布部位对隧道稳定性影响的数值分析[J]. 蒋颖. 铁道标准设计. 2009(09)
[7]既有溶洞对隧道围岩位移特征影响的数值试验[J]. 宋战平,党宏斌,李宁. 长江科学院院报. 2008(05)
[8]“5.12”汶川地震灾区桥梁典型损毁情况与原因浅析[J]. 李建民,冯际安,金大勇,陈金刚. 城市道桥与防洪. 2008(08)
[9]达成高速铁路岩溶隧道围岩稳定性分析[J]. 莫阳春,周晓军. 中国铁道科学. 2008(03)
[10]土洞对地铁隧道开挖的影响性状研究[J]. 雷金山,苏锋,阳军生,陈福全,周灿朗. 铁道科学与工程学报. 2008(02)
博士论文
[1]隐伏溶洞对隧道围岩[D]. 宋战平.西安理工大学 2006
硕士论文
[1]岩溶公路隧道施工及运营安全性研究[D]. 马勤国.兰州交通大学 2014
[2]刘家湾连拱隧道地震响应分析及抗震研究[D]. 黄宇.长沙理工大学 2013
[3]特殊地质条件下隧道结构的震害机理分析及抗震研究[D]. 殷允腾.山东科技大学 2011
[4]岩溶隧道与溶洞的安全距离研究[D]. 曹茜.北京交通大学 2010
[5]圆形隧道围岩应力与位移的数值模拟与分析[D]. 张仙义.浙江大学 2007
[6]隧道岩溶围岩力学特性的初步研究[D]. 李奎.西南交通大学 2005
本文编号：3651414
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