偏压连拱隧道中隔墙力学分析及施工优化

摘要

连拱隧道是目前使用较多的一种比较新颖的隧道结构，它跟小间距隧道一样，是我国目前在山岭区修建隧道的理想结构形式。它具有线性顺畅，跨度大，地形条件受限制较小，空间利用率高等特点。但作为其中出现的比较多的一种类型，偏压连拱隧道的应用研究还在探索阶段，目前尚缺乏完善系统的研究，这就导致了连拱隧道的施工方法跟设计理论上的不成熟，无法使结构设计的优化跟理论相结合起来。由于目前连拱隧道的修建越来越多的出现在西部地区，偏压连拱隧道出现的越来越多。所以在这方面的研究尤为迫切。本文结合具体的施工项目，对偏压连拱隧道中的中隔墙结构进行了力学分析，并对隧道的施工工序做了优化分析。
　　 本文分析了连拱隧道的发展，并在其基础上归纳了目前使用的较为普遍的连拱隧道施工方法，并对各自的特点进行了对比分析。
　　 对目前连拱隧道的核心结构：中隔墙的结构分类，施工特点进行了归纳，对比。
　　 以庄盖高速公路中的新开岭隧道作为研究实例，利用midas/gts软件对隧道的开挖过程进行了模拟分析，分了不同开挖方法下，中隔墙的力学变化特点，总结了受偏压作用下的连拱隧道中隔墙的力学形式，把其中的一种施工方法：三导洞法做了进一步的分析，对隧道受到的偏压受力进行了模拟，给出了施工工艺的优化建议，并结合监拧量测的数据进行了对比。通过对这个具体工程的分析，得出了偏压连拱隧道中，施工工序对中隔墙的影响，并提出了一定的优化建议。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 我国国内连拱隧道的发展情况

1.3 连拱隧道的特点

1.4 国内外连拱隧道研究状况

1.4.1 中隔墙断面的选型研究

1.4.2 中隔墙结构力学特点研究

1.4.3 双连拱隧道现场监控量测及围岩稳定性分析

1.5 存在的问题

1.5.1 施工工艺流程的优化

1.5.2 支护结构参数的合理确定

1.5.3 隧道结构的防排水

1.6 本文研究内容和方法

1.6.1 研究内容

1.6.2 研究方法

第二章 连拱隧道施工及中隔墙的类型

2.1 连拱隧道一般性施工方法

2.1.1 三导洞法

2.1.2 中导洞拓展法

2.1.3 中导洞-中隔壁法

2.2 中隔墙的种类

2.2.1 整体式中墙断面

2.2.2 三层中墙断面型式

2.3 中墙结构特点分析

2.4 中隔墙的施工

2.5 本章小结

第三章 连拱隧道施工过程模拟及中隔墙力学特点

3.1 数值模拟原型工程概况

3.2 新开岭隧道有限元模拟计算时的计算假定

3.3 模型计算边界和参数的确定

3.4 模型的建立及计算方案

3.4.1 隧道施工过程及支护加固措施的模拟

3.5 弹塑性有限元基本理论

3.5.1 Midas-GTS的基本原理及特点

3.6 运用midas-GTS软件模拟分析

3.6.1 中导洞全断面法施工方案计算模拟

3.6.2 中导洞台阶法施工方案计算模拟

3.6.3 三导洞法施工方案计算模拟

3.7 本章小结

第四章 现场监测中隔墙内力及施工优化

4.1 偏压连拱隧道施工方法优化研究

4.2 施工工序设计

4.3 中隔墙现场监测

4.3.1 中隔墙现场监测

4.4 本章小结

第五章 结论和展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录 在读期间发表的学术论文和参加的主要课题项目