公路隧道二次衬砌合理支护时机的分析

摘要

随着我国交通事业的发展，作为穿山越岭的一种交通形式，隧道越来越被广泛地应用，特别是近年来随着新奥法施工方法的成熟发展。由于隧道围岩的变形特性，而二衬作为隧道的安全储备，其合理的支护时问，就尤其显得重要。它是隧道安全施工以及隧道施工质量好坏的重要保证。因此，提出合理的二衬支护时机是势在必行，而且对本隧道的施工有很重要的指导意义。
　　本文针对确定隧道的二次衬砌的合理支护时机进行分析，以重庆南岸区向黄隧道为依托，通过实际的工地监控量测数据，以及大型有限元软件ANSYS对隧道进行开挖模拟的分析，并最终将现场实测结果以及模拟分析结果相结合，来具体分析隧道的二次衬砌的合理支护时机。本文对隧道二次衬砌的施作时间主要进行了以下的研究:
　　①对现在国内外的研究现状进行举例分析，并对隧道二衬的支护时机的确定机理进行了介绍，以及介绍了隧道二衬的支护时机的研究方法，主要是弹塑性解析法、工地实测数据分析法以及隧道模型的模拟分析法。
　　②本文以重庆市南岸区向黄路向黄隧道为依托，对隧道的周边收敛以及拱项沉降进行监控量测，并对监控量测的数据进行分析。主要看隧道开挖时，周边收敛以及拱顶沉降的累计变形量，以及数据的收敛情况。
　　③用大型有限元软件ANSYS对隧道进行三维开挖模拟，对隧道的Ⅲ、Ⅳ以及Ⅴ级围岩计算其变形情况，主要是计算隧道的水平向位移以及竖直向位移，也即是隧道的周边收敛以及拱顶沉降，并将其结果与对向黄隧道的监控量测结果进行对比分析。最终得出隧道二衬支护的最佳时机。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容、研究方法和研究路线

第二章 围岩岩体的特性以及破坏准则

2．1 围岩岩体的特性

2．2 破坏准则

2．3 破坏准则在隧道中的应用

2．4 支护时机的确定

2．5 本章小结

第三章 围岩蠕变特性

3．1 蠕变特征

3．1．1 蠕变特征

3．2 蠕变理论模型(理论公式)

3．2．1 基本模型

3．2．2 组合模型

第四章 隧道监控量测

4．1 工地概况

4．1．1 地质地貌

4．1．2 地层岩性与地质构造

4．1．3 水文地质条件

4．1．4 岩石物理力学性质

4．1．5 隧道工程地质评价

4．1．6 隧道工程总体评价

4．2 设计概况

4．2．1 总体设计

4．2．2 洞口设计

4．2．3 洞身结构设计

4．3 监控量测的目的及意义

4．4 本隧道关于二次衬砌合理支护时机的相关监控量测方案

4．4．1 周边收敛位移量测

4．4．2 拱顶下沉量测

4．4．3 量测成果整理

4．5 向黄隧道监控量测成果提交

第五章 隧道二衬合理支护时机的有限元分析

5．1 有限元分析方法

5．1．1 有限元法的起源

5．1．2 有限元基本概念和原理

5．1．3 有限元法的优点

5．1．4 有限元法分析问题和求解的步骤

5．2 有限元软件ANSYS模拟计算的结果分析

5．2．1 Ⅴ级围岩模拟情况分析

5．2．2 Ⅳ级围岩模拟情况分析

5．2．3 Ⅲ级围岩模拟情况分析

5．3 本章小结

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及参与的科研项目