城市浅埋双连拱双层隧道施工技术及力学行为研究

摘要

在我国高等级公路的修建中，双连拱隧道方案已越来越多地被应用于特殊地质地形区，为我们带来了良好的经济效益。双连拱双层隧道是随着我国公路建设的迅速发展而提出的新型大跨度隧道形式，在城市市区交通发展中其重要性日益凸显。 论文以自贡市龙汇路隧道工程为背景，通过对其施工过程进行平面弹塑性有限差分模拟分析，讨论了城市浅埋双连拱双层隧道施工过程中的围岩应力场、围岩位移场、支护结构以及中墙应力场的分布状况，并且讨论了人行道板的存在对隧道结构的影响，论文得出了如下结论：在Ⅲ级围岩下，考虑到施工技术难度、施工工期、工程造价等方面的因素，中导洞全断面法好于中导洞台阶法，中导洞台阶法好于三导洞法；人行道板的存在对隧道结构有一定的影响。同时，通过FLAC3D三维数值模拟，研究了在隧道周边施加桩基础对既有双连拱双层隧道的影响，论文得出了如下结论：施加桩基础后支护结构的受力状态发生了不利的变化，支护结构的安全系数有了一定的下降，但隧道支护结构仍能满足受力要求，隧道结构是偏于安全的。 本文的研究为以后类似工程的设计与施工提供一定的参考，希望能对双连拱双层隧道的应用与发展起到一定的推动作用。

目录

文摘

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第一章绪 论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3双连拱隧道常用开挖方法概述

1.3.1三导洞法

1.3.2无导洞超前施工方法(双导洞法)

1.3.3中导正洞台阶法

1.3.4中导正洞全断面法

1.4双连拱隧道亟待解决的技术难题

1.5本文主要研究内容和方法

1.6龙汇路隧道工程概况

第二章隧道施工过程数值模拟理论及FLAC3D程序介绍

2.1隧道施工过程数值模拟理论

2.1.1隧道结构模型的基本概念

2.1.2隧道开挖卸荷的基本思想

2.1.3施工过程的模拟

2.2 FLAC3D程序介绍

2.2.1基本原理

2.2.2连续介质力学行为拉格朗日分析方法

2.2.3连续介质力学行为拉格朗日分析方法FLAC3D与有限元方法比较

2.2.4 FLAC3D材料模型的本构理论与结构单元

2.2.5 FLAC3D数值应用问题

2.3本章小结

第三章双连拱双层隧道施工过程的数值模拟及施工方法比选

3.1计算模型及计算条件组合

3.1.1计算假定

3.1.2计算内容说明

3.1.3计算模型参数的选取

3.2计算结果分析

3.2.1围岩应力场分析

3.2.2围岩位移场分析

3.2.3中墙竖向应力分析

3.2.4初期支护结构应力分析

3.2.5二次衬砌结构应力分析

3.3本章小结

第四章人行道板及周边桩基础对隧道结构的影响

4.1人行道板对隧道结构的影响

4.1.1初期支护结构应力分析

4.1.2二次衬砌结构应力分析

4.4.3中墙竖向应力分析

4.2周边桩基础对隧道结构的影响

4.2.1工程概况

4.2.2支护结构应力分析

4.2.3支护结构安全性分析

4.2.4中墙竖向应力分析

4.3本章小结

第五章监控量测及结果分析

5.1量测意义、目的、优缺点及内容

5.1.1量测意义

5.1.2量测目的

5.1.3量测优缺点

5.1.4量测内容

5.2量测断面和测点的布设

5.2.1量测断面的设置

5.2.2测点埋设与测线布置

5.2.3量测频率

5.3量测数据处理及结果分析

5.3.1量测数据的处理

5.3.2量测数据的结果分析

5.3.3现场量测与数值模拟分析结果的对比

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果