既有隧道两侧新建近接隧道施工力学行为及影响分区研究

摘要

国家交通路网不断发展，交通网的密集发展带来了大量山岭隧道近接施工现象，隧道近接铁路、桩基、近接既有隧道以及其他构筑物情况时有发生。由于近接形式多样，岩土体存在不确定性，开挖中势必会扰动周边岩土体，继而对既有结构物产生影响，严重时会导致事故灾害的发生。同时隧道近接问题一直以来都是隧道工程界研究的热门话题，合理确定近接问题研究流程，准确分析近接施工相关对策，对近接施工实际问题的解决有重要意义。本文以浦梅铁路既有隧道两侧新建近接隧道工程为依托，针对工程实际情况，从资料调研、数值模拟方面，对近接工程进行研究。本文主要研究内容及成果如下:
　　(1)总结了国内外学者关于近接施工相关成果，研究不同情况下，采用不同力学模型及不同受力分析方法对隧道开挖进行模拟。提出多近接隧道结构物综合尺度概念，对几何近接度进行了修正，使其适应多近接隧道同时近接某一结构物情况，为后续对双新建隧道近接既有隧道分区提供了理论支持。
　　(2)分析了近接工程的设计资料，利用有限元软件MIDAS GTS NX对近接工程实际情况进行分析，分别建立了不同结构物近接形式模型。基于围岩应力、既有结构物位移、既有结构物内力三方面，对隧道开挖力学行为进行分析，并依据不同变化规律，得到不同结构形式最优化开挖顺序，对施工提供一定技术支持。
　　(3)总结了六种近接影响分区分度准则，并根据实际情况确定既有结构物位移以及既有结构可靠度两种分区分度准则，数值模拟分析新建两侧隧道不同净距(50种工况)下对既有结构物影响，结合分区分度准则，依据近接影响度表达式，确定近接影响分区。
　　(4)在前人研究的基础上，确定解决近接施工问题相关流程;对不同近接影响分区建议采用不同施工对策，并提出一套评估模型，综合分析各项对策的改善系数以及施工中资金、工期、技术难度程度，得到对策的使用系数，依据此系数对施工对策进行选取，为后续施工选择提供参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 近接工程的理论研究现状

1．2．2 近接工程研究方法现状

1．2．3 近接工程施工力学行为研究

1．2．4 近接工程分区研究现状

1．3 本文研究内容及研究方法

第2章 近接施工相关理论研究及理论预测公式修正

2．1 近接施工基本力学模型及受力特征

2．2 近接分区表达式研究

2．2．1 结构物综合尺寸概念及几何接近度修正

2．2．2 近接影响分区相关因素及表达式研究

2．3 本章小结

第3章 近接隧道施工力学行为研究

3．1 近接隧道有限元模拟

3．1．1 工程概况

3．1．2 计算假定

3．1．3 计算模型及工况

3．1．4 计算参数

3．2 计算结果分析

3．2．1 浅埋偏压-两边暗洞

3．2．2 浅埋偏压-明暗结合

3．3 本章小结

第4章 既有隧道两侧新建近接隧道影响分区研究

4．1 近接影响程度判别准则

4．1．1 结构位移准则

4．1．2 结构可靠度准则

4．2 近接影响分区有限元计算

4．2．1 计算模式及工况

4．2．2 模型尺寸及参数

4．2．2 计算结果提取

4．3 近接影响度和影响分区相关参数的计算和分区图示

4．3．1 浅埋偏压-两边暗洞

4．3．1 浅埋偏压-明暗结合

4．3 本章小结

第5章 既有隧道两侧近接施工对策研究

5．1 近接施工问题研究流程

5．2 近接施工对策

5．3 近接施工常用对策研究

5．3．1 常用对策及效果研究

5．3．2 对策评估模型

5．4 本章小结

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果