【碩士】淺埋偏壓錯臺小間距隧道應力變形分析【2007】

內容簡介

　　學科專業(yè)：土木工程　　授予學位：工學碩士　　學位授予單位：同濟大學　　學位年度： 2007年　　我國地形地質條件復雜，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中隧道數量多，斷面形式復雜，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、破碎巖體或高風化巖體且?guī)в幸欢ǖ钠珘?。由于地形和經濟等方面的因素，設計成小間距隧道形式有什么樣的優(yōu)勢，并且在這種復雜地質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計施工提供一定的理論支持和技術依據?！　⊙芯康膬热莺头椒ǎ骸　?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對隧道穩(wěn)定性的影響?！　?3)在數值計算的基礎上，借助室內模型實驗和現場監(jiān)測得到的結論進行對比分析，從而驗證分析的正確性和可行性。　　取得的成果主要包括：　　(1)通過數值計算發(fā)現，在淺埋、偏壓、錯臺的小間距隧道施工中，開挖順序對整個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，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，開挖順序對地表沉降的影響也非常小，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的變化，隧道開挖后的位移值也表現了規(guī)律性的變化?！　?

專題推薦