連拱隧道施工過程的力學(xué)分析.pdf

1、該文以相思嶺隧道和馬宅頂隧道為工程背景和主要研究對象,應(yīng)用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場量測的手段,對當(dāng)前國內(nèi)研究不足的大跨連拱隧道的施工工藝以及力學(xué)效應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)、全面的研究,揭示連拱隧道圍巖和支護(hù)體系受施工工況的影響規(guī)律,得到了一些有益的結(jié)論.該文較為全面的收集了國內(nèi)及日本連拱隧道應(yīng)用實(shí)例的七十個(gè)工程,對其應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié),以期對連拱隧道的應(yīng)用狀況及前景建立一個(gè)全面的認(rèn)識.在工程實(shí)例總結(jié)基礎(chǔ)之上,對連拱隧道在適應(yīng)地質(zhì)條件,斷面與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以

2、及目前采用的施工方法和施工技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析總結(jié).與此同時(shí),對中墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式、施工工藝,中墻與二次襯砌的連接處理和防排水技術(shù),以及適用連拱隧道的施工方法、施工順序的選擇等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)和詳細(xì)的分析.工程實(shí)例所反映的技術(shù)特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)處理代表了國內(nèi)外連拱隧道設(shè)計(jì)與施工的總體水平.該文應(yīng)用同濟(jì)曙光軟件,采用二維彈塑性模型計(jì)算分析了施工過程中圍巖應(yīng)力、變形、塑性區(qū)和支護(hù)結(jié)構(gòu)受地質(zhì)因素影響的變化特點(diǎn)和規(guī)律.同時(shí),分析了不同施工方法(

3、三導(dǎo)洞法和中導(dǎo)洞法)和施工順序的地表沉陷、中墻應(yīng)力、二次襯砌內(nèi)力等因素.此外,對二次襯砌和仰拱施筑時(shí)機(jī)、中墻施工中的輔助措施等對結(jié)構(gòu)受力以及變形的影響也進(jìn)行了計(jì)算,獲得了施工方法等對連拱隧道施工過程中力學(xué)效應(yīng)的影響變化規(guī)律.應(yīng)用MARC軟件對相思嶺隧道采用中導(dǎo)洞法施工的全過程進(jìn)行了三維彈塑性計(jì)算模擬,獲得圍巖及支護(hù)等在施工過程中受縱向開挖施工影響的反應(yīng)規(guī)律,特別是獲得了雙洞掌子面相距不同距離時(shí)圍巖應(yīng)力和中墻襯砌的受力和變形規(guī)律.對于不對

4、稱連拱隧道施工過程也進(jìn)行了三維彈性模擬,對設(shè)計(jì)采用的格構(gòu)式試驗(yàn)段中墻在施工中的力學(xué)特性進(jìn)行了計(jì)算分析.該文針對相思嶺隧道和馬宅頂不對稱連拱隧道施工過程中的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析整理,對采用三導(dǎo)洞和中導(dǎo)洞施工方法的連拱隧道,在不同的圍巖條件下,地表沉降、圍巖位移以及中墻應(yīng)力的變化進(jìn)行了研究,一方面為施工提供安全保證,為修改施工參數(shù)提供依據(jù),一方面對設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)較核,為同類型工程積累經(jīng)驗(yàn).此外,收集了日本小束山隧道以及國內(nèi)部分連拱隧道施工過程中