大斷面連拱隧道中隔墻力學(xué)行為及穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大斷面連拱隧道作為一種新型的結(jié)構(gòu)形式已被廣泛采用。但由于其結(jié)構(gòu)失跨比小，跨度大，隧道結(jié)構(gòu)施工過程受力狀態(tài)遠(yuǎn)比一般連拱隧道復(fù)雜。中隔墻是連拱隧道結(jié)構(gòu)受力的核心構(gòu)件，拉、壓、彎、剪、扭均有，同時(shí)左右洞施工對(duì)中隔墻影響難以把握，增加了施工變形和穩(wěn)定的控制，中隔墻的力學(xué)行為直接關(guān)系到隧道整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，深入分析研究中隔墻力學(xué)行為及變形特征和穩(wěn)定性影響因素，對(duì)大斷面連拱隧道的設(shè)計(jì)和施工具有指導(dǎo)意義。
　　

2、本文依托貴陽遵義中路隧道工程為背景，對(duì)目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的六種中隔墻形式，在支護(hù)參數(shù)、中墻寬度、高度、圍巖類別均相同的情況下，運(yùn)用ANSYS12.0建立四個(gè)二維平面有限元模型，分析他們各自受力變形規(guī)律和結(jié)構(gòu)安全系數(shù)。接著對(duì)連拱隧道中隔墻的施工過程建立三維空間有限元模型，對(duì)連拱隧道開挖時(shí)中隔墻的力學(xué)行為及變形特性、左右洞的相互影響進(jìn)行了分析，同時(shí)在原有施工步驟上，對(duì)中墻一側(cè)、頂部是否回填進(jìn)行中隔墻穩(wěn)定性分析。主要研究成果包括:
　　

3、①收集連拱隧道中隔墻斷面形式，分析各個(gè)斷面形式的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，為連拱隧道中隔墻斷面選擇提供參考。
　?、谕ㄟ^對(duì)六種中隔墻形式二維模擬，得出各中隔墻施工結(jié)束都處于偏壓狀態(tài)，分層直中墻偏壓受力最大，且各中隔墻結(jié)構(gòu)都是安全的，整體曲中墻安全系數(shù)最大，中空直中墻安全系數(shù)最小。
　?、壑懈魤υ谑┕み^程中一直處于偏壓狀態(tài)，其豎向應(yīng)力呈臺(tái)階式收斂，各施工工序?qū)χ袎Π继幍呢Q向應(yīng)力影響變化幅度最大，底部豎向應(yīng)力影響變化幅度最小，各截面中墻

4、中心測(cè)點(diǎn)變化平緩。
　?、懿捎弥袑?dǎo)洞—臺(tái)階法開挖時(shí)，左洞開挖掌子面影響范圍18m，右洞開挖掌子影響范圍24m，從而提出軟弱圍巖大斷面連拱隧道中兩洞開挖掌子面合理間距為2B（單洞開挖跨度為15m)。
　　⑤采用中導(dǎo)洞—臺(tái)階法開挖時(shí)，左洞施工對(duì)中隔墻應(yīng)力的影響范圍為18m，右洞施工對(duì)中隔墻的應(yīng)力影響范圍為27m。
　?、拊谠惺┕げ襟E下，采取在中隔墻頂部回填右側(cè)回填、中隔墻頂部回填右側(cè)不回填和中隔墻頂部不回填右側(cè)不回填3種