高速铁路大跨度双线隧道矿山法施工的装配式衬砌力学特性研究

作     者：严义招 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周晓军

授予年度：2008年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：矿山法 铁路隧道 装配式衬砌 力学特性 有限元 

摘      要：目前,装配式衬砌在山岭隧道中应用较少。而大量应用于盾构隧道,并在技术上也越来越成熟。这种衬砌方式很值得山岭隧道借鉴,国内铁路隧道大多采用矿山法施工,而采用预制构件不仅可以提高工程质量和修建速度,还可以降低成本、改善施工环境。同时这也是隧道施工机械化发展的必然趋势。因此装配式衬砌在矿山法施工的铁路隧道中有着广阔的应用前景,从而针对矿山法施工隧道装配式衬砌的力学特性进行研究是很有必要的。 论文根据国内外隧道设计计算的模型,运用有限元数值模拟对矿山法施工隧道的装配式衬砌的力学特性进行了研究,主要有以下几个重点研究内容: ①分析和探讨了适用于矿山法施工的装配式衬砌隧道结构计算的“荷载—结构法和“围岩—结构法。 ②通过优化设计确定适合于装配式衬砌的隧道断面形式。 ③提出5种备选构件划分方案,确定了适用于全预制衬砌结构的最佳构件划分方案。 ④分析了不同拼装方式下衬砌结构的受力特性。 ⑤采用有限元法对隧道施工动态进行了数值模拟。 通过以上几个方面的分析,矿山法施工的高速铁路大跨度双线隧道采用装配式衬砌结构有较合适的断面形式和拼装方式。对于五级围岩,衬砌管片厚度可以取45cm,并且管片拼装可以采用方案5(拱顶2块+边墙一边2块一边3块+仰拱3块)的错缝拼装方式。