地铁大跨度浅埋暗挖隧道施工力学及安全性分析

摘要

随着我国的城市交通建设事业的迅猛发展，大城市轨道交通路网的规划和建设中，浅埋暗挖大跨度隧道的需求越来越多。与以往修建的隧道相比，浅埋暗挖大跨度隧道的修建，在隧道开挖的施工方法、支护结构模式及参数、力学行为等方面提出了新的要求，由此必须对大跨度隧道的施工技术进行进一步完善提高。 本文以北京地铁十号线花园东路站～八达岭高速站区间浅埋暗挖大跨度、多断面隧道为主要研究对象，利用有限元分析软件Ansys模拟了松软地质条件下浅埋暗挖大跨度隧道的动态施工过程，通过数值计算分析大跨度隧道在不同开挖方式下的施工安全以及不同断面间工法转换的力学状态，主要研究以下几个内容： 1、采用弹塑性三维有限元的地层与结构共同作用模式，通过有限元软件Ansys进行施工力学分析，分析大跨度浅埋暗挖隧道在双侧洞法和中洞法施工方案下隧道变形、受力规律，以及施工引起的地表沉降，找出控制沉降的关键环节。 2、断面转换施工是隧道施工的重难点之一，为确保安全过渡，根据断面间相互关系和采用工法情况，充分利用超前支护手段加固围岩，利用格栅挂网喷射混凝土支护实现断面过渡。突变断面施工工法转换计算主要研究小断面隧道向大断面隧道转换过程中，不同的支护条件下，围岩的应力变化，从而分析断面转换施工的关键技术。 本文最后就主要的结论、研究的不足与建议进行了论述，提出了自己的观点和见解。

目录

文摘

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第1章 绪论

1.1研究意义和国内外现状分析

1.2本文主要研究内容

第2章大跨度浅埋暗挖理论概述

2.1浅埋暗挖隧道工程地面沉降研究现状

2.2影响浅埋暗挖隧道工程地面沉降的主要因素

2.3控制浅埋暗挖隧道工程地面沉降的主要工程方法

2.4大跨度隧道开挖力学行为

2.5大跨度隧道的基本施工方法

2.6浅埋隧道开挖引起的地表沉降的控制基准

2.7本章小结

第3章 工程概况

3.1工程简介

3.2地质情况

3.3地下水情况

3.4工程特点

3.5施工关键技术

第4章 施工动态模拟分析

4.1数值模拟原理

4.2计算方案设计

4.3施工过程的力学及沉降分析

4.3.1左右侧洞法开挖

4.3.2左右侧洞法模拟结果分析

4.3.3中洞法开挖

4.3.4中洞法模拟结果分析

4.4两种同工法对比分析

4.5本章小结

第5章 突变断面工法转换过程模拟分析

5.1工法转换过程介绍

5.2工法转换模型建立

5.3工法转换计算结果

5.4断面转换对比分析结论

5.5本章小结

结论

致 谢

参考文献