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《中南大学》 2012年
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浅埋偏压连拱隧道施工顺序及支护结构力学行为研究

王昌胜  
【摘要】:在连拱隧道实际施工过程中,复杂地形条件引起的地形偏压和施工方法、施工顺序不同产生的施工偏压现象普遍存在。在隧道地形偏压已经确定的情况下,如何采用合理的施工方法和施工顺序,通过施工偏压来减小地形偏压对结构受力的影响越来越多引起人们的关注。 本文以湖南省炎汝高速公路熊猫洞连拱隧道工程为背景,采用有限元程序建立偏压条件下连拱隧道的整体模型,对其施工过程进行数值模拟,重点讨论支护结构在典型施工阶段的力学行为,并结合现场监测数据采用对比分析方法进行深入研究,主要研究内容包括以下几个方面: 1.根据熊猫洞隧道实际采用的中导洞—上下台阶开挖施工方法,考虑不同偏压角度和埋深条件,针对偏压连拱隧道先开挖深埋侧和先开挖浅埋侧两种施工方案,运用有限元程序进行两种不同横向开挖顺序对中隔墙、二衬、初期支护和围岩应力及位移影响分析,得出浅埋偏压连拱隧道先开挖深埋侧的施工顺序较为合理等结论; 2.基于隧道动态施工数值模拟基本理论,合理选取围岩和支护结构力学参数,考虑到熊猫洞隧道左洞开挖完成后,先施作左洞二衬后开挖右洞和先开挖右洞后施作左洞二衬两种工况,分别建立两种工况下的三维模型并对其施工过程进行数值模拟分析,重点讨论连拱隧道在偏压作用下支护结构的力学行为,最后得出中隔墙和支护结构的力学行为规律以及合理的二衬施工顺序,为隧道动态施工提供理论指导; 3.结合熊猫洞隧道现场监测数据,了解支护结构的受力状况,并结合数值计算结果进行对比分析,得出数值计算结果具有一定可信度结论,同时对支护结构进行安全性评价,得出中隔墙、二衬和钢拱架在施工过程中处于安全状态的结论,为隧道施工和长期使用提供安全信息。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U455.4

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【参考文献】
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