下穿公路的淺埋鐵路隧道力學特性及抗震研究.pdf

1、我國基礎設施建設中的立體交叉工程的出現(xiàn)，下穿施工不可免避。對隧道下穿施工的影響研究越來越受到學者和專家的重視，但下穿公路修建淺埋隧道，針對施工進程中地表沉降量值的控制問題、圍巖受開挖的擾動及圍巖應力的變化問題、隧道自身結構的安全問題、行車荷載對淺埋隧道的影響問題、下穿施工淺埋隧道的埋深影響問題、地震作用下淺埋隧道的動力響應問題、淺埋隧道的防災減災問題的研究比較少。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①分析推演地下工程的力的基本組成，力的傳導

2、方式與力學行為，區(qū)分圍巖壓力的分類與圍巖分級，根據(jù)地下工程圍巖的成拱作用，進行隧道深淺埋深的界定，分析圍巖失穩(wěn)破壞的方式，根據(jù)失穩(wěn)破壞形式進行襯砌原理的推導；②針對隧道下穿公路的實際特性，明確公路行車荷載的傳遞方式，以及有限元分析按靜載的加載方案，并以渝利鐵路高石盤隧道出口段為工程背景，運用大型通用有限元軟件建立有限元實體分析模型，分析隧道下穿施工過程中的各種力學演變行為；③通過分析得出襯砌施做時間是影響隧道施工的關鍵因素之一，施做越早

3、對圍巖擾動越小。施做襯砌的時間越晚，圍巖受擾動越厲害。開挖區(qū)模量衰減10％～30％時添加襯砌支護后，拱頂圍巖的沉降變化平穩(wěn)，30％～40％是合理經(jīng)濟的襯砌施做時間；④研究了淺埋隧道埋深條件對隧道的影響;分析了車輛荷載對高石盤隧道的影響。高石盤隧道上覆公路路面沉降在有車載情況下是無車載的2倍，控制交通就顯得尤為重要；⑤以時程分析為手段建立了有限元分析模型，研究了高石盤隧道洞口淺埋段的地震響應，隧道襯砌以及巖土體都會發(fā)生厘米級的位移，襯砌與

4、周圍巖體能共同參與作用共同受力，拱頂圍巖、襯砌結構應力都隨地震的疊加作用，量值都在增加，二襯結構在地震荷載作用下承受了更多的荷載；⑥從能量角度以介質(zhì)載體為導向，將地震波傳遞過程中的介質(zhì)劃分為具有時間先后順序的介質(zhì)載體單元，并通過地震災害能的演繹轉(zhuǎn)化，分析出地震在介質(zhì)載體中的傳導規(guī)律;以災變鏈式理論為依托機制，推演災變性破壞的地震對結構的介質(zhì)載體—鏈式破壞機理;基于地震災害能的介質(zhì)傳導與災變鏈式演化，提出淺埋隧道以孕源斷鏈防災、傳導過程減