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大跨公路隧道围岩力学参数反演及动态施工力学数值模拟研究

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大跨公路隧道围岩力学参数反演及动态施工力学数值模拟研究

作者：孙正兵中南大学

学位级别：硕士

我国经济的迅猛增长和城市的高速发展对长大隧道的需求越来越大,含有喇叭口的大跨公路隧道也相继在城市交通中出现。但因其跨度较大引发的相关工程问题——支护型式、支护参数、施工方法、围岩稳定等,目前还没有一个较为明确实用的规范... 详细信息

我国经济的迅猛增长和城市的高速发展对长大隧道的需求越来越大,含有喇叭口的大跨公路隧道也相继在城市交通中出现。但因其跨度较大引发的相关工程问题——支护型式、支护参数、施工方法、围岩稳定等,目前还没有一个较为明确实用的规范作为指导。荷载的准确计算和合理设计要以力学参数的准确选取为前提,因此需要采取适当的方式得出隧道围岩的力学参数。对于含有喇叭口的大跨公路隧道的施工问题,国内可借鉴的经验和方法较少,特别是对扩帮段的动态施工力学值得进行深入研究。本文通过现场试验、理论分析及数值模拟计算,对深圳横龙山北隧道右线喇叭口扩帮段的围岩力学参数和动态施工力学进行了深入研究,主要研究内容如下:(1)对扩挖修帮段布设了两个监测断面对围岩进行深部位移监测,由此得到了反挖修帮造成的拱顶下沉和洞周水平收敛的实测数据,并基于神经网络BP模型反演了隧道围岩力学参数。(2)采用ANSYS有限元软件对横龙山北隧道右线喇叭口扩帮段建立了三维有限元模型,按照实际中采用的施工方法对其动态施工力学进行数值模拟。(3)基于动态施工力学数值模拟结果,分析了隧道各开挖阶段对地表沉降的影响。(4)基于动态施工力学数值模拟结果,研究了隧道各开挖阶段对隧道拱顶、拱脚和竖墙脚各点应力的影响。

关键词：大跨公路隧道力学参数反演 BP神经网络动态施工力学数值模拟

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大跨公路隧道施工过程空间力学效应研究

大跨公路隧道施工过程空间力学效应研究

作者：张进华湖南大学

学位级别：硕士

随着我国高速公路建设的高速发展，铁路、公路隧道，特别是长大和特长隧道施工过程中洞室周边围岩的稳定性与结构受力状态的研究日益显得重要。本文结合上海至瑞丽国道主干线湖南邵阳至怀化高速公路建设中，拟建的长达7． 6公里的雪峰... 详细信息

随着我国高速公路建设的高速发展，铁路、公路隧道，特别是长大和特长隧道施工过程中洞室周边围岩的稳定性与结构受力状态的研究日益显得重要。本文结合上海至瑞丽国道主干线湖南邵阳至怀化高速公路建设中，拟建的长达7． 6公里的雪峰山隧道工程，首先介绍了隧道支护结构的常用分析计算方法;然后通过对隧道施工过程中，洞室稳定性与支护结构相互作用机理的深入分析，建立了隧道施工过程的空间计算模型，提出了采用三维弹塑性有限元-无限元耦合的数值计算方法，综合分析了隧道在不同围岩特性和围岩类别条件下，以及不同施工开挖方案等对隧道围岩整体稳定和安全性的影响，从而解决了通用有限元方法难以解决的隧道三维无限域问题;其可充分发挥有限元法在分析非线性方面的有效性和成熟性，以及无限元法在分析处理无限域和半无限域方面的精确性和简便性，为隧道施工过程中围岩的稳定性分析开辟了一条新的途径。此外，在本文理论研究的基础上开发出相应的三维弹塑性有限元-无限元耦合计算机程序，并据此分析了雪峰山隧道在不同围岩类别条件下，不同的施工开挖方案对其结构及围岩稳定性和安全性的影响，比较了相同围岩条件下各种施工方案的优劣，得出了一些有益的结论。这些研究成果可为雪峰山隧道及其它同类工程在不同的围岩地质条件中，选择最佳的施工方案提供科学的参考依据。

关键词：大跨公路隧道无限元耦合分析空间力学效应围岩稳定性施工过程

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卵砾石土层大跨公路隧道初期支护优化研究

岩石力学与工程学报 2008年第S1期27卷 2984-2989页

作者：沈才华刘松玉童立元东南大学交通学院

江苏省宁常高速公路茅山隧道位于卵砾石土层斜坡中,具有浅埋、大跨扁平的特点,结合现场大型剪切试验分析、获取卵砾石层剪切强度参数,采用弹塑性非线性有限元法模拟并分析开挖和支护的全过程。根据新奥法,喷混凝土是公路隧道施工中体现... 详细信息

江苏省宁常高速公路茅山隧道位于卵砾石土层斜坡中,具有浅埋、大跨扁平的特点,结合现场大型剪切试验分析、获取卵砾石层剪切强度参数,采用弹塑性非线性有限元法模拟并分析开挖和支护的全过程。根据新奥法,喷混凝土是公路隧道施工中体现初期支护柔性支护特点的主要因素之一,针对卵砾石土层II类软弱围岩浅埋地段交叉中隔壁法实际施工工艺特点,选择拱顶区右上部、中轴线、左上部3个测点下沉值(S1,S2,S3)建立协方差函数,并结合围岩和二衬塑性区的分析,对初支喷混凝土厚度进行合理性研究,提出该隧道卵砾石土层拱顶埋深在26m左右断面最合理的初支喷混凝土厚度为22～28cm,该典型断面最优初支喷混凝土厚度为26cm,该研究成果对斜坡浅埋软弱II类围岩地段交叉中隔壁法施工设计有一定参考价值。

关键词：隧道工程大跨公路隧道浅埋数值模拟交叉中隔壁法

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大跨公路隧道仰拱优化设计研究

国防交通工程与技术 2003年第4期1卷 39-41,49页

作者：高桂凤刘尧军冯卫星石家庄铁道学院土木分院河北石家庄050043

应用结构力学方法对目前我国采用较多的扁平单心圆大跨高速公路隧道的结构进行内力计算,分析不同的荷载工况,将墙角与仰拱的结合部位圆顺过渡以改善受力状态,经过理论计算,以衬砌各截面中弯矩的最大值达到最小为优化目标,找到最优的隧... 详细信息

应用结构力学方法对目前我国采用较多的扁平单心圆大跨高速公路隧道的结构进行内力计算,分析不同的荷载工况,将墙角与仰拱的结合部位圆顺过渡以改善受力状态,经过理论计算,以衬砌各截面中弯矩的最大值达到最小为优化目标,找到最优的隧道横断面形式。

关键词：结构力学扁平单心圆大跨公路隧道隧道横断面墙角仰拱优化设计内力计算衬砌结构

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城市景区四车道大跨公路隧道施工技术

城市景区四车道大跨公路隧道施工技术

中国土木工程学会第十一届、隧道及地下工程分会第十三届年会

作者：刘建国曾建雄中铁隧道集团三处有限公司

根据杭州西湖风景区内万松岭隧道的工程实例,并结合市政工程的特点,介绍大跨隧道通过浅埋既有公路、洞顶上部建筑群地段的施工技术及措施,对大跨浅埋隧道在特定条件下控制地表沉降和爆破震速的控制技术进行了研究和探索。

关键词：大跨公路隧道浅埋施工技术地表沉降爆破震动

来源： cnki会议评论

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单边扩帮特大跨公路隧道开挖稳定性分析

铁道科学与工程学报 2009年第4期6卷 46-50页

作者：林镇洪海南东环铁路有限公司海南海口570125

通过现场试验、理论分析及数值模拟计算,对深圳横龙山北隧道右线喇叭口扩帮段的围岩力学参数和动态施工力学进行研究,对扩挖修帮段进行深部位移监测得到反挖修帮造成的拱顶下沉和洞周水平收敛的实测数据,并基于神经网络BP模型反演隧道... 详细信息

通过现场试验、理论分析及数值模拟计算,对深圳横龙山北隧道右线喇叭口扩帮段的围岩力学参数和动态施工力学进行研究,对扩挖修帮段进行深部位移监测得到反挖修帮造成的拱顶下沉和洞周水平收敛的实测数据,并基于神经网络BP模型反演隧道围岩力学参数。采用有限元软件对横龙山北隧道右线喇叭口扩帮段建立三维有限元模型,分析隧道各开挖阶段对地表沉降的影响以及研究隧道各开挖阶段对隧道拱顶、拱脚和竖墙脚各点应力的影响。

关键词：大跨公路隧道力学参数反演 BP神经网络动态施工力学数值模拟

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单边扩帮特大跨公路隧道开挖稳定性分析

单边扩帮特大跨公路隧道开挖稳定性分析

有效提高超大跨公路隧道稳定性的建筑施工方案

2009年第八届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会

作者：林鎮洪方理剛海南省东环铁路有限公司中南大学土木建筑学院

我国经济的迅猛增长和城市的高速发展对长大隧道的需求越来越大,含有喇叭口的大跨公路隧道也相继在城市交通中出现。对于其施工问题,国内可借鉴的经验和方法较少,特别是对扩帮段的动态施工力学值得进行深入研究。本文通过现场试验、理... 详细信息

我国经济的迅猛增长和城市的高速发展对长大隧道的需求越来越大,含有喇叭口的大跨公路隧道也相继在城市交通中出现。对于其施工问题,国内可借鉴的经验和方法较少,特别是对扩帮段的动态施工力学值得进行深入研究。本文通过现场试验、理论分析及数值模拟计算,对深圳横龙山北隧道右线喇叭口扩帮段的围岩力学参数和动态施工力学进行了深入研究,对扩挖修帮段进行深部位移监测得到了反挖修帮造成的拱顶下沉和洞周水准收敛的实测资料,并基于神经网路BP模型反演了隧道围岩力学参数。采用有限元软体对横龙山北隧道右线喇叭口扩帮段建立了三维有限元模型,分析了隧道各开挖阶段对地表沉降的影响以及研究了隧道各开挖阶段对隧道拱顶、拱脚和竖墙脚各点应力的影响。

关键词：大跨公路隧道力学参数反演 BP神经网路动态施工力学数值模拟

来源： cnki会议评论

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建筑结构 2023年第3期53卷 159-159页

作者：刘伟中铁十九局集团第一工程有限公司

社会城市化建设工作离不开建筑业的支持，施工人员在多个地区展开高速公路修建工作，为我国多个地区的交通业发展提供了巨大贡献。在公路修建的部分地段，工匠们需要修建超大跨公路隧道来满足交通业的需求。为了确保这一建筑目标能被有... 详细信息

社会城市化建设工作离不开建筑业的支持，施工人员在多个地区展开高速公路修建工作，为我国多个地区的交通业发展提供了巨大贡献。在公路修建的部分地段，工匠们需要修建超大跨公路隧道来满足交通业的需求。为了确保这一建筑目标能被有效完成，相应工作者需要采用一定的方法优化现有的施工方案，以此来提高超大跨公路隧道的稳定性，继而使整个工程质量更高，提高人们对建筑行业从业者的认可度。

关键词：大跨公路隧道工匠们建筑施工

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大跨度公路隧道受力状态监测及分析研究

大跨度公路隧道受力状态监测及分析研究

作者：王亚奇中南大学

学位级别：硕士

随着交通需求的急剧增加,国内外修建的大跨度隧道的数量越来越多,含有喇叭口的大跨公路隧道也相继在城市交通中出现。因隧道跨度较大,引起了许多相关的工程问题,如支护形式、施工方法、围岩稳定等。目前对大跨度隧道相关的研究还比较少... 详细信息

随着交通需求的急剧增加,国内外修建的大跨度隧道的数量越来越多,含有喇叭口的大跨公路隧道也相继在城市交通中出现。因隧道跨度较大,引起了许多相关的工程问题,如支护形式、施工方法、围岩稳定等。目前对大跨度隧道相关的研究还比较少,特别是含有喇叭口的大跨度隧道的工程经验更少,因此在施工中,对受力比较复杂的喇叭口段进行围岩受力分析和监控量测显得特别重要。本文结合福龙路隧道工程,通过理论分析、现场试验和数值模拟,对喇叭口段围岩和支护结构的受力与变形状态进行分析,并对监控量测数据进行分析与反馈,主要研究内容如下:(1)采用椭圆孔问题的弹性理论,对隧道围岩二次应力状态分布规律进行分析,并分析了福龙路隧道围岩的二次应力状态的特点,为隧道稳定性判断和现场监测布置奠定了基础。(2)根据围岩的受力变形状态和工程实际,在喇叭口位置布设两个监控量测的断面,并确定了监控量测的项目:拱顶下沉、周边收敛、围岩内部位移、锚杆应力、钢筋应力,监控围岩在施工过程中的变形状态和衬砌的受力状态。(3)通过对拱项下沉和周边收敛数据进行分析,得出合理的二次衬砌支护时间;用多点位移计监测围岩内部位移状况,确定围岩的松动范围;用锚杆应力计确定初级支护中锚杆的受力状态;用钢筋应力计监测二次衬砌上钢筋的受力情况。通过这些监测,实现信息反馈,更好的指导施工和为同类隧道提供工程经验。(4)建立三维有限元模型,对喇叭口扩梆开挖后的围岩应力和变形状态进行分析,使数值分析结果和监测数据的形成印证。

关键词：大跨公路隧道围岩应力监控量测信息反馈数值模拟