仰拱型式對(duì)高水壓隧道受力狀態(tài)的影響分析.pdf

1、分類號(hào)U451密級(jí)單位代碼10618學(xué)號(hào)110060614a交通戈謦碩士學(xué)位論文論文題目：仰拱型式對(duì)高水壓隧道受力狀態(tài)的影響分析Analysisoftheinvertedarchtypeinfluenceofstressstateofhighhydraulicpressuretunnel研究生姓名：唐聞生導(dǎo)師姓名、職稱：高峰教授申請(qǐng)學(xué)位門類：工學(xué)專業(yè)名稱：橋梁與隧道工程論文答辯日期：2013年05月26日學(xué)位授予單位：重慶交通大學(xué)答辯委

2、員會(huì)主席：劉元雪評(píng)閱人：梁波2013年05月羅斌摘要隨著我國公路、鐵路等交通建設(shè)進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，我國西部地區(qū)的大城市間正在逐步形成高速公路網(wǎng)，由于西部多山的地理?xiàng)l件，在公路鐵路建設(shè)中將會(huì)遇到大量的高水壓隧道工程。在隧道施工中，仰拱是襯砌結(jié)構(gòu)的重要組成部分，仰拱的設(shè)置可以改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，有效地減小圍巖變形，對(duì)保證高水壓隧道圍巖和襯砌的穩(wěn)定性起到重要的作用。研究高水壓隧道襯砌結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)以及仰拱型式產(chǎn)生的影響作用成為重要的研

3、究課題之一。本論文的工作主要包括以下幾個(gè)方面：(1)介紹國內(nèi)外具有代表性的隧道工程高壓水害實(shí)例、高水壓隧道的研究動(dòng)向以及仰拱對(duì)隧道襯砌受力影響的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了現(xiàn)有的研究方法和研究中存在的問題。(2)在襯砌外水壓力計(jì)算的理論基礎(chǔ)上，分析影響外水壓力的主要因素，討論現(xiàn)有的隧道襯砌外水壓力計(jì)算方法，并針對(duì)常用的折減系數(shù)法進(jìn)行了研究分析，總結(jié)其取值方法和應(yīng)用規(guī)律。(3)基于巖體滲流原理和基本計(jì)算模型，推導(dǎo)隧道滲流場(chǎng)分布，并與應(yīng)力場(chǎng)耦合確定襯砌

4、外水壓力。(4)采用有限元軟件ANSYS對(duì)實(shí)際隧道工程開挖進(jìn)行模擬，研究高水壓隧道襯砌的受力結(jié)果，并通過對(duì)8種不同的襯砌斷面型式進(jìn)行計(jì)算，分析仰拱型式對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)受力的影響，同時(shí)對(duì)不同圍巖級(jí)別和注漿厚度對(duì)襯砌受力的影響進(jìn)行計(jì)算分析。(5)通過模擬計(jì)算分析，表明增大仰拱隅角處半徑和減小仰拱處半徑可以減小襯砌結(jié)構(gòu)的最大拉、壓應(yīng)力和彎矩軸力，減小襯砌結(jié)構(gòu)薄弱位置的應(yīng)力集中和塑性變形，增加襯砌結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和安全性。并得出不同條件下經(jīng)濟(jì)合理的隧道仰拱