【硕士】小净距隧道围岩稳定性及中夹层力学行为研究【2007】

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内容简介

　　学科专业：工程力学　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：武汉理工大学　　学位年度： 2007年　　我国地形、地质条件复杂，山岭区所占比重极大，高等级公路建设中大量地遇到隧道工程，由于特殊地质及地形条件的限制，隧道间距一般都难以满足普通技术规范要求，因此需要采用小净距隧道及连拱隧道等特殊结构型式。　　本文采用平面和三维有限元数值分析方法针对小净距隧道设计、旌工中围岩稳定性及中夹层力学行为等问题展开了研究。文章首先建立了九岭隧道的平面模型，模拟计算中首先简单介绍了所采用的DP(Drucker--Prager)屈服准则及隧道开挖卸载的方法一反转应力释放法，系统地介绍了隧道平面分析的基本步骤。通过计算，了解了毛洞开挖对围岩位移场与应力场的影响，确定对监测监控工作十分关键的危险点的位置，并得到了一些有用的结论，为隧道主洞的开挖提供了资料准备。　　论文通过对平面小净距隧道无支护洞室进行计算分析得出了影响小净距隧道围岩稳定性的重要因素、隧道周边围岩应力分布状态和规律以及小净距隧道中夹层的受力变形特征。然后通过平面的开挖模拟计算了依托工程九岭小净距隧道三个有代表意义的围岩断面，得出了其开挖过程中的位移及应力场，支护结构的受力状况，以及隧道开挖完成后的最终塑性区。为九岭隧道的设计和安全施工提供了一定的指导。　　论文通过结合小净距隧道三维开挖的模拟计算重点研究两隧道掌子面间距离的变化对小净距隧道结构特别是中夹层稳定性的影响，得出了小净距隧道空问相互影响效应以及小净距隧道两隧道掌子面间的合理距离。　　文章以九岭隧道施工过程中的量测设计及实施为基础，论文由实际施工监控现场所获得的数据，依照已有经验，以及有限元稳定分析结果进行了反馈，得到了隧道在全断面开挖时围岩的变形和受力规律。文章通过对断面传感器数据的综合分析，与有限元结果比较，验证了有限元分析结果。　　最后，文章总结了有限元计算和各种经验方法在隧道施工建设中的可行性　　及意义。结合九岭隧道工程与有限元模拟分析数据分析结果，作者指出了论文分析中存在的几个问题。本论文的研究成果为九岭隧道工程的现场施工建设提供了有效指导。　　

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