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文檔簡介
1、城市化進程的加速發(fā)展、施工工藝的快速提升,為地下立交的發(fā)展提供新的平臺,使地下立交成為解決城市交通的一個新的發(fā)展方向。然而,地下立交隧道跨度大、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜,勢必會產(chǎn)生新建隧道臨近既有隧道施工的現(xiàn)象,從而引起既有隧道周圍巖土體的再次擾動,導(dǎo)致一系列力學(xué)行為的變化,如果不采取合理的措施,將對既有隧道產(chǎn)生非常不利的影響。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,以規(guī)劃中的重慶兩江隧道工程為依托,采用相似模型試驗和數(shù)值分析相結(jié)合的方法,對新建隧道開挖過程中既有
2、隧道力學(xué)行為的變化規(guī)律進行了較為深入的研究。主要研究工作和成果如下:
①依據(jù)相似理論,結(jié)合重慶兩江隧道工程實際,開展了地下立交隧道的相似模型試驗研究。構(gòu)建了擬分析的立交隧道模型與原型的相似比,確定了既有隧道支護的相似材料和圍巖相似材料的配合比;根據(jù)單一圓形洞室基本力學(xué)理論確定了量測系統(tǒng)及其布置,并對邊界荷載進行了設(shè)計。
②通過相似模型試驗動態(tài)模擬了立交隧道中正交下穿新建隧道的掘進,研究了既有隧道縱向上兩個斷面
3、處的圍巖變形、應(yīng)力和支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化規(guī)律,結(jié)果表明,既有隧道支護的存在對圍巖變形產(chǎn)生一定的約束作用,交叉部位處斷面受新建隧道掘進的影響程度更大,交叉部位兩側(cè)處斷面受影響范圍更大。
③基于有限元基本理論,結(jié)合建立的立交隧道模型,模擬了正交下穿新建隧道的掘進過程,主要分析了既有隧道縱向上距離交叉部位17m范圍內(nèi)的穩(wěn)定性影響規(guī)律,包括拱頂、拱底和拱腰的豎向和水平位移、圍巖內(nèi)部相對位移、支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力及周邊圍巖應(yīng)力,并將數(shù)值分析結(jié)
4、果與試驗結(jié)果進行了對比,分析表明兩種研究方法得到的總體變化趨勢是基本一致的。
④分析了立交隧道近接施工的各種影響因素,采用數(shù)值分析方法研究了四種隧道凈距變化(0.25D、0.5D、0.75D、1.0D)對新建隧道掘進過程中既有隧道穩(wěn)定性的影響,包括交叉部位圍巖應(yīng)力變化情況、既有隧道縱向上四個斷面的位移和支護內(nèi)力變化情況、圍巖塑性區(qū)范圍和塑性應(yīng)變值大小等,對比分析后得出:兩隧道間凈距越小,圍巖產(chǎn)生的拉應(yīng)力區(qū)和拉應(yīng)力值越大;隧
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