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信息化设计与施工技术在公路隧道中的应用

王鑫  
【摘要】: 信息化设计与施工技术是以施工监测和数值模拟为基础的一种动态施工方法。本文以河北省省道宝平线赤城至沙城段二级公路改建工程长安岭隧道为工程应用背景,在现场进行了跟踪施工监测,并根据监测数据对施工过程进行数值仿真模拟,反演分析了隧道围岩力学参数,对支护结构设计进行了结构优化。主要完成了以下工作: (1)选取工程典型断面,用多点位移计进行了围岩竖向位移监测;建立二维有限元分析模型,以现场实测数据为初始条件,通过位移反分析方法对围岩力学参数进行反演分析,得到围岩的相关力学参数。 (2)在以上分析的基础上,建立三维弹塑性模型,得到分步开挖过程中竖向位移数值模拟结果,表明数值分析结果与现场实测数据比较吻合,进一步验证了反演分析参数的合理性。 (3)通过三维弹塑性模型,分析隧道开挖的空间效应,得出长安岭隧道该段围岩(Ⅳ级)的位移释放系数λ,绘制了开挖面各关键点位移与应力随着掌子面不断开挖的变化曲线,并对隧道围岩稳定性进行评价。 (4)用反演得出的参数,采用上述(1)中二维有限元模型,数值模拟长安岭隧道二次衬砌的内力变化。采用强度安全系数法得到该段隧道二次衬砌不同部位的强度安全系数,通过对比分析,提出了该段隧道二次衬砌合理厚度。


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