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【博士】超大跨公路隧道開挖力學(xué)行為研究【2009】
內(nèi)容簡介
學(xué)科專業(yè):結(jié)構(gòu)工程 授予學(xué)位:博士 學(xué)位授予單位:東北大學(xué) 學(xué)位年度: 2009年 快速發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)需要更高等級的公路與之相適應(yīng),這就可能出現(xiàn)單洞四車道超大跨公路隧道。而隨著跨度增加,隧道工程的難度和風(fēng)險也急劇增大。現(xiàn)行規(guī)范只能指導(dǎo)三車道及以下跨度隧道的設(shè)計與施工,對于超大跨隧道仍處于探索階段。因此針對超大跨公路隧道開展系統(tǒng)研究,具有重要的理論價值與現(xiàn)實(shí)意義?! ”疚牟捎脭?shù)值模擬、室內(nèi)模型試驗(yàn)、現(xiàn)場監(jiān)測和可靠度理論等手段,依托韓家?guī)X隧道現(xiàn)場實(shí)踐,圍繞超大跨公路隧道施工方案及穩(wěn)定性開展了相關(guān)研究工作?! Τ罂绻匪淼罃嗝嫘褪竭M(jìn)行比選,得出較為合理的隧道襯砌斷面;據(jù)不同跨度公路隧道的數(shù)值模擬分析,得出超大跨隧道與常規(guī)斷面隧道力學(xué)行為的區(qū)別;針對超大跨隧道不同施工方案的研究對比,給出較合理的施工方案?! ∫罁?jù)不同施工方案和循環(huán)進(jìn)尺,對超大跨公路隧道進(jìn)行三維數(shù)值模擬,揭示了圍巖、支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)在施工過程中力學(xué)行為的時間、空間效應(yīng),建立起開挖跡面與圍巖穩(wěn)定性的關(guān)系,給出了既保證安全,又經(jīng)濟(jì)快捷的有效開挖措施。 對超大跨公路隧道的不同開挖方案進(jìn)行室內(nèi)模型試驗(yàn),模擬了無支護(hù)狀態(tài)下隧道開挖的圍巖變形效應(yīng),得到各種工法的圍巖位移變化規(guī)律和最終破壞模式,提出了有效的開挖及支護(hù)措施,并驗(yàn)證了數(shù)值分析的結(jié)論?! ¢_展了超大跨公路隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測研究,驗(yàn)證了設(shè)計提出的支護(hù)襯砌參數(shù)、施工開挖方案的正確性;驗(yàn)證了III類圍巖段錨桿長度的合理性,得出了錨桿軸向應(yīng)變分布規(guī)律、錨桿最大應(yīng)變位置和最大應(yīng)力值。對現(xiàn)場隧道施工具有較大參考價值?! ∷淼罓I運(yùn)期間的安全性應(yīng)當(dāng)受到關(guān)注,考慮到各種因素的隨機(jī)性,開展了超大跨公路隧道襯砌結(jié)構(gòu)的可靠度分析,給出了各種不確定性因素對各截面內(nèi)力值的相對重要性;揭示了影響隧道結(jié)構(gòu)安全的最重要因素;計算分析了現(xiàn)場隧道結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)?! ”疚难芯亢w了超大跨公路隧道開挖力學(xué)行為的諸多方面,包括:結(jié)構(gòu)方案比選、開挖力學(xué)行為模擬、開挖跡面對穩(wěn)定性的影響、室內(nèi)模型試驗(yàn)、現(xiàn)場監(jiān)測和可靠度分析等,工作較系統(tǒng)且全面,可為超大跨隧道設(shè)計與現(xiàn)場施工提供可靠的技術(shù)保證,對類似超大跨隧道工程也有借鑒意義?! ?
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