【碩士】年拉山隧道開(kāi)挖過(guò)程圍巖穩(wěn)定性分析【2010】

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　　學(xué)科專(zhuān)業(yè)：交通運(yùn)輸工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：重慶交通大學(xué)　　學(xué)位年度： 2010年　　本文以年拉山隧道為工程背景，采用目前較為成熟的彈性力學(xué)理論及地下工程所涉及的圍巖應(yīng)力理論，通過(guò)有限元數(shù)值模擬方法，對(duì)年拉山隧道Ⅳ級(jí)圍巖段和V級(jí)圍巖段的襯砌形式和開(kāi)挖方案在施工過(guò)程中的力學(xué)性態(tài)進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上，對(duì)原V級(jí)圍巖段隧道斷面進(jìn)行優(yōu)化，并分析其力學(xué)性態(tài)。　　本文的所做的主要工作如下：　　(1)討論了隧道初始地應(yīng)力場(chǎng)及圍巖應(yīng)力基本理論和對(duì)隧道圍巖地應(yīng)力進(jìn)行模擬的有限元數(shù)值分析原理；　　(2)討論了由年拉山隧道實(shí)際工程到數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)化、其物理力學(xué)參數(shù)的選取以及隧道圍巖開(kāi)挖的有限元數(shù)值模擬方法；　　(3)通過(guò)有限元數(shù)值分析方法，在年拉山隧道Ⅳ級(jí)圍巖段和V級(jí)圍巖段現(xiàn)行設(shè)計(jì)的襯砌結(jié)構(gòu)和施工方案下，對(duì)其開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)行模擬，分析其計(jì)算結(jié)果和開(kāi)挖穩(wěn)定性；　　(4)在原V級(jí)圍巖段隧道的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，對(duì)隧道斷面形式進(jìn)行改進(jìn)，以原設(shè)計(jì)的同樣的計(jì)算步序?qū)Ω倪M(jìn)的隧道施工過(guò)程進(jìn)行分析，分析其計(jì)算結(jié)果、開(kāi)挖穩(wěn)定性及工程經(jīng)濟(jì)性，并與原設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。通過(guò)以上計(jì)算和分析，得出如下結(jié)論：　　(1)既有設(shè)計(jì)的Ⅳ級(jí)圍巖段隧道襯砌條件和其開(kāi)挖方案在施工過(guò)程中圍巖基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，此段隧道在施工和運(yùn)營(yíng)中的安全性較好；　　(2)在既有設(shè)計(jì)的V級(jí)圍巖段隧道襯砌條件和其開(kāi)挖方案下，隧道在施工過(guò)程中的圍巖基本穩(wěn)定，但邊墻底部初襯出現(xiàn)較大剪力，因此初襯在施工時(shí)，應(yīng)對(duì)邊墻底部應(yīng)予以加強(qiáng)?！　?3)對(duì)V級(jí)圍巖段隧道斷面進(jìn)行優(yōu)化后，隧道在施工過(guò)程中局部襯砌仍出現(xiàn)較大應(yīng)力，但較原設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果已減小很多?！　?4)綜合比較斷面優(yōu)化后的隧道和原V級(jí)圍巖段隧道的開(kāi)挖模擬計(jì)算結(jié)果可得出，隧道斷面優(yōu)化后比原設(shè)計(jì)具有更好的開(kāi)挖穩(wěn)定性和襯砌受力性能?！　?5)將斷面優(yōu)化后的隧道在施工中的經(jīng)濟(jì)性與原設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比可得出，隧道斷面優(yōu)化后其經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)于原設(shè)計(jì)。　　

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