大跨度双连拱隧道施工方法对结构稳定性的影响分析

摘要

本论文以吴家庄隧道和大溪隧道工程为依托，通过现场量测，并结合数值分析，探讨了大跨度连拱隧道不同施工方法对隧道结构体系的稳定性影响。主要研究内容如下： 1．应用数值分析手段，探讨了Ⅳ、V级围岩条件下三导洞法和中导洞法施工过程中，围岩应力场和位移场的分布特征及支护结构的内力演变规律。 2．根据现场量测结果，针对Ⅳ级围岩条件下中导洞法施工的现状，进一步讨论了施工方法的影响。 3．在综合分析以上两方面研究内容的基础上，对大跨度连拱隧道施工提出了合理化建议。 4．根据现场对系统锚杆作用的反映，专门探讨了大跨度连拱隧道系统锚杆的作用。 论文与工程紧密结合，立足于施工方法对隧道结构体系的稳定性研究，所得结论可以反馈于生产实践，具有一定的工程意义与参考价值。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2连拱隧道的发展现状

1.3连拱隧道常用的施工方法

1.4连拱隧道施工理论的研究与发展

1.5本文研究的意义与目的

1.6本文研究内容及方法

第二章FLAC原理简介

2.1 FLAC简介

2.1.1 FLAC2D的网格划分

2.1.2有限差分方程

2.1.3力学阻尼

2.1.4步确定及解的稳定性问题

2.2 FLAC程序的材料模型

2.3隧道分析中用到的FLAC程序中的结构单元

2.3.1锚杆(Cable)单元

2.3.2(Beam)单元

2.4材料模型的本构理论和数值实现

2.4.1量弹性法则

2.4.2服函数和势函数

2.4.3塑性修正

2.5 FLAC程序的应用范围

2.6本章小结

第三章Ⅳ级围岩条件下两种开挖方式的比较分析

3.1计算参数的确定

3.2不同施工方法的施工过程数值模拟

3.3计算结果及分析

3.3.1围岩塑性区分析

3.3.2围岩位移场分析

3.3.3围岩应力场分析

3.3.4喷层受剪切力分析

3.3.5锚杆受力分析

3.3.6二次衬砌受力分析

3.3.7中隔墙受力与变形分析

3.4中导洞施工方法下有无锚杆的分析

3.4.1喷层内力分析

3.4.2二次衬砌受力分析

3.4.3周边位移分析

3.4.4围岩位移、主应力场分析

3.4.5围岩塑性区分析

3.5小结

第四章Ⅴ级围岩条件下两种开挖方式的比较分析

4.1计算结果及分析

4.1.1围岩塑性区分析

4.1.2围岩位移场分析

4.1.3喷层受剪切力分析

4.1.4锚杆受力分析

4.1.5二次衬砌受力分析

4.1.6中墙受力与变形分析

4.2三导洞施工方法下有无锚杆的分析

4.2.1围岩塑性区分析

4.2.2围岩位移、主应力场分析

4.2.3喷层受剪切力分析

4.2.4二次衬砌受力分析

4.2.5周边位移分析

4.3小结

第五章连拱隧道施工监测及资料分析

5.1实例一—吴家庄隧道

5.1.1工程概况

5.1.2横断面测点布置

5.1.3量测数据的处理与分析

5.2实例二—大溪隧道

5.2.1工程概况

5.2.2横断面测点布置

5.2.3量测结果及数据分析

5.3本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2论文存在的不足与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要研究成果目录