立交隧道近接施工對既有隧道力學特性的影響研究.pdf

1、城市化進程的加速發(fā)展、施工工藝的快速提升，為地下立交的發(fā)展提供新的平臺，使地下立交成為解決城市交通的一個新的發(fā)展方向。然而，地下立交隧道跨度大、結(jié)構(gòu)形式復雜，勢必會產(chǎn)生新建隧道臨近既有隧道施工的現(xiàn)象，從而引起既有隧道周圍巖土體的再次擾動，導致一系列力學行為的變化，如果不采取合理的措施，將對既有隧道產(chǎn)生非常不利的影響。本文在前人研究的基礎上，以規(guī)劃中的重慶兩江隧道工程為依托，采用相似模型試驗和數(shù)值分析相結(jié)合的方法，對新建隧道開挖過程中既有

2、隧道力學行為的變化規(guī)律進行了較為深入的研究。主要研究工作和成果如下：
　　 ①依據(jù)相似理論，結(jié)合重慶兩江隧道工程實際，開展了地下立交隧道的相似模型試驗研究。構(gòu)建了擬分析的立交隧道模型與原型的相似比，確定了既有隧道支護的相似材料和圍巖相似材料的配合比；根據(jù)單一圓形洞室基本力學理論確定了量測系統(tǒng)及其布置，并對邊界荷載進行了設計。
　　 ②通過相似模型試驗動態(tài)模擬了立交隧道中正交下穿新建隧道的掘進，研究了既有隧道縱向上兩個斷面

3、處的圍巖變形、應力和支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化規(guī)律，結(jié)果表明，既有隧道支護的存在對圍巖變形產(chǎn)生一定的約束作用，交叉部位處斷面受新建隧道掘進的影響程度更大，交叉部位兩側(cè)處斷面受影響范圍更大。
　　 ③基于有限元基本理論，結(jié)合建立的立交隧道模型，模擬了正交下穿新建隧道的掘進過程，主要分析了既有隧道縱向上距離交叉部位17m范圍內(nèi)的穩(wěn)定性影響規(guī)律，包括拱頂、拱底和拱腰的豎向和水平位移、圍巖內(nèi)部相對位移、支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力及周邊圍巖應力，并將數(shù)值分析結(jié)

4、果與試驗結(jié)果進行了對比，分析表明兩種研究方法得到的總體變化趨勢是基本一致的。
　　 ④分析了立交隧道近接施工的各種影響因素，采用數(shù)值分析方法研究了四種隧道凈距變化（0.25D、0.5D、0.75D、1.0D）對新建隧道掘進過程中既有隧道穩(wěn)定性的影響，包括交叉部位圍巖應力變化情況、既有隧道縱向上四個斷面的位移和支護內(nèi)力變化情況、圍巖塑性區(qū)范圍和塑性應變值大小等，對比分析后得出：兩隧道間凈距越小，圍巖產(chǎn)生的拉應力區(qū)和拉應力值越大；隧