岩溶区隧道衬砌结构力学特性的研究

作     者：邵金超 

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：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：岩溶区隧道 溶洞 数值模拟 衬砌力学特性 优化 

摘      要：掌握不同溶洞对隧道影响规律,开展岩溶区隧道衬砌形式研究,对提高岩溶区隧道安全性,加快岩溶区隧道的建设有着直接的推动作用。 论文采用大型有限元计算软件ANSYS进行数值模拟计算。先对单线铁路隧道在不存在溶洞、存在溶洞以及溶洞尺寸和位置发生变化情况下,分别进行了建模计算。通过对计算结果汇总、对比分析,总结了不同溶洞对单线铁路隧道衬砌影响规律。再结合分析得出的规律,进而展开对隧道衬砌进行优化,并得出了一些针对岩溶区隧道设计和施工具指导意义的结论。 论文主要研究内容包括: 1、隐伏溶洞对单线铁路隧道衬砌影响规律的研究:分顶部隐伏溶洞、侧部隐伏溶洞和底部隐伏溶洞三种情况,在每种情况下对溶洞的尺寸进行四种变化,共12种工况下进行数值模拟分析了隐伏溶洞对单线铁路隧道衬砌的影响;2、提出了六种岩溶区单线铁路隧道衬砌优化方案:对侧部隐伏溶洞和底部隐伏溶洞各提出了三种优化方案;3、对岩溶区单线铁路隧道衬砌优化方法的优化效果研究:对六种优化方案分别进行数值模拟计算,通过与优化前隧道衬砌的受力变形对比分析,对优化效果进行总结;4、对岩溶区隧道衬砌的设计施工提出建议:根据理论分析的结果,结合隧道施工的实际情况,对岩溶区隧道衬砌的设计和施工提出了有益的建议。