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【碩士】淺埋偏壓錯臺小間距隧道應(yīng)力變形分析【2007】
內(nèi)容簡介
學(xué)科專業(yè):土木工程 授予學(xué)位:工學(xué)碩士 學(xué)位授予單位:同濟大學(xué) 學(xué)位年度: 2007年 我國地形地質(zhì)條件復(fù)雜,山嶺地區(qū)所占比重極大。尤其在我國云南省,94%的地貌為山區(qū),因而云南高等級公路的建設(shè)中隧道數(shù)量多,斷面形式復(fù)雜,山區(qū)峽谷地帶施工還常常會遇到淺埋的情況。在淺埋條件下,地層的條件也相對較差,一般為軟巖、破碎巖體或高風(fēng)化巖體且?guī)в幸欢ǖ钠珘?。由于地形和?jīng)濟等方面的因素,設(shè)計成小間距隧道形式有什么樣的優(yōu)勢,并且在這種復(fù)雜地質(zhì)條件下小間距隧道的可行性和施工特點是一個比較重要的工程問題。本文主要圍繞云南羅富高速公路第三合同段的平年小間距隧道的設(shè)計施工等問題展開,重點研究淺埋小間距隧道的開挖順序、隧道凈距、錯臺高度、偏壓和圍巖狀況等發(fā)生變化對隧道應(yīng)力和變形的影響。本文與以往的小凈距隧道研究的不同之處主要體現(xiàn)在有錯臺和凈距大于O.8D(D為隧道寬度)的小間距這兩點上,旨在研究對小問距隧道的設(shè)計施工提供一定的理論支持和技術(shù)依據(jù)?! ⊙芯康膬?nèi)容和方法: (1)本文以平年隧道為工程背景,利用平面有限元分析手段計算隧道中的三個典型斷面,這些斷面位于V、Ⅳ級圍巖條件下,埋深深度最大僅為47m,并且都是偏壓隧道。通過對不同開挖順序下對隧道的影響來分析合理的開挖順序?! ?2)采用平面有限元數(shù)值分析方法針對小間距隧道在不同開挖順序、錯臺高度、凈間距、偏壓角度、覆土厚度等情況下進行分析研究,探究這些條件對小間距隧道設(shè)計施工的具體影響。完成了V級圍巖條件下,錯臺高度分別為0m、2m、4m、8m,凈間距分別為008D、1.0D、1.2D、1.4D、1.6D、2.0D、2.4D、2.8D的情況下,偏壓角度為lOo、150、250、300,先開挖左洞和先開挖右洞兩種開挖順序?qū)λ淼婪€(wěn)定性的影響?! ?3)在數(shù)值計算的基礎(chǔ)上,借助室內(nèi)模型實驗和現(xiàn)場監(jiān)測得到的結(jié)論進行對比分析,從而驗證分析的正確性和可行性?! ∪〉玫某晒饕ǎ骸 ?1)通過數(shù)值計算發(fā)現(xiàn),在淺埋、偏壓、錯臺的小間距隧道施工中,開挖順序?qū)φ麄€隧道的影響要受到偏壓角度、錯臺高度、凈間距等多因素的綜合制約。 (2)通過改變錯臺高度分析發(fā)現(xiàn),當錯臺高度小于4m時,先開挖右洞較好;當錯臺高度在4m以上時,先開挖左洞對整體穩(wěn)定性較有利。在淺埋隧道的情況下,增大錯臺高度在一定程度上有利于增加隧道的穩(wěn)定性?! ?3)隨著凈間距的增大,隧道開挖后的地表沉降和中間巖體的水平位移都呈減小的趨勢,并且隧道間距在2.OD以上時對地表沉降的影響很小。對于間距在2.0D以下的小間距隧道,先開挖右洞產(chǎn)生的地表沉降最大值略大于先開挖左洞的;當間距超過2.0D后,開挖順序?qū)Φ乇沓两档挠绊懸卜浅P?,可以忽略?! ?4)一般說來,對于有錯臺的小間距隧道,當間距較大時(一般大于1.4D),開挖順序的影響不大,可以按照一般的方法先開挖淺埋一側(cè)的隧道;當間距較小時(通常指0.8Dq.4D之間的),先開挖左洞優(yōu)越性較好?! ?5)隨著錯臺高度、隧道間距或者偏壓角度這些參數(shù)的變化,隧道開挖后的位移值也表現(xiàn)了規(guī)律性的變化。
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