雙連拱隧道淺埋地段初期支護(hù)參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、雙連拱隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造比較新穎，具有跨度大和施工工序復(fù)雜等特性，亦具有其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。有跡象表明：21世紀(jì)，我國隧道將得到蓬勃發(fā)展，連拱結(jié)構(gòu)將獲得更多應(yīng)用。然而目前，雙連拱隧道研究遠(yuǎn)未充分，設(shè)計(jì)和施工主要依靠工程類比法，具有一定盲目性，設(shè)計(jì)一般很保守。 本文以滬蓉國道主干線沈金淌隧道淺埋地段K193+260里程為工程背景，作了一些研究探討。本文主要章節(jié)中的工作和結(jié)論包括以下幾個(gè)方面： (1)第二章較全面介紹了工程背景，包括工程設(shè)

2、計(jì)、隧道施工和監(jiān)控量測。為后面模擬計(jì)算提供了原始素材和比較對象。 (2)第三章作了淺埋地段開挖和初期支護(hù)計(jì)算。結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，用ANSYS生死單元功能，對開挖和支護(hù)各工序簡化后所得的4個(gè)工況進(jìn)行了確定性數(shù)值模擬計(jì)算，得各工況應(yīng)力、位移情況，把模擬計(jì)算結(jié)果與監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了模擬計(jì)算合理性。結(jié)果顯示：工況Step4為最危險(xiǎn)工況，但仍存在很大優(yōu)化空間。 (3)第四章作了淺埋地段初期支護(hù)參數(shù)優(yōu)化。對最危險(xiǎn)工況

3、左右洞初期支護(hù)參數(shù)分兩步進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算：先用零階方法初步確定初期支護(hù)優(yōu)化參數(shù)，使得每m2初期支護(hù)總造價(jià)VAL元由原來的345.3元減少到124.20元；后用一階方法精確確定初期支護(hù)優(yōu)化參數(shù)，使得每m2初期支護(hù)總造價(jià)VAL元進(jìn)而減少到123.52元。優(yōu)化效果很明顯，達(dá)到了改進(jìn)設(shè)計(jì)，合理利用材料，降低工程造價(jià)的目的。 (4)第五章作了優(yōu)化方案的可靠度評價(jià)。應(yīng)用隨機(jī)有限元理論，對初期支護(hù)參數(shù)最優(yōu)方案進(jìn)行了概率有限元分析，得到了優(yōu)化方案