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【博士】超大跨公路隧道開挖力學行為研究【2009】
內(nèi)容簡介
學科專業(yè):結構工程 授予學位:博士 學位授予單位:東北大學 學位年度: 2009年 快速發(fā)展的國民經(jīng)濟需要更高等級的公路與之相適應,這就可能出現(xiàn)單洞四車道超大跨公路隧道。而隨著跨度增加,隧道工程的難度和風險也急劇增大。現(xiàn)行規(guī)范只能指導三車道及以下跨度隧道的設計與施工,對于超大跨隧道仍處于探索階段。因此針對超大跨公路隧道開展系統(tǒng)研究,具有重要的理論價值與現(xiàn)實意義?! ”疚牟捎脭?shù)值模擬、室內(nèi)模型試驗、現(xiàn)場監(jiān)測和可靠度理論等手段,依托韓家?guī)X隧道現(xiàn)場實踐,圍繞超大跨公路隧道施工方案及穩(wěn)定性開展了相關研究工作?! Τ罂绻匪淼罃嗝嫘褪竭M行比選,得出較為合理的隧道襯砌斷面;據(jù)不同跨度公路隧道的數(shù)值模擬分析,得出超大跨隧道與常規(guī)斷面隧道力學行為的區(qū)別;針對超大跨隧道不同施工方案的研究對比,給出較合理的施工方案?! ∫罁?jù)不同施工方案和循環(huán)進尺,對超大跨公路隧道進行三維數(shù)值模擬,揭示了圍巖、支護襯砌結構在施工過程中力學行為的時間、空間效應,建立起開挖跡面與圍巖穩(wěn)定性的關系,給出了既保證安全,又經(jīng)濟快捷的有效開挖措施?! Τ罂绻匪淼赖牟煌_挖方案進行室內(nèi)模型試驗,模擬了無支護狀態(tài)下隧道開挖的圍巖變形效應,得到各種工法的圍巖位移變化規(guī)律和最終破壞模式,提出了有效的開挖及支護措施,并驗證了數(shù)值分析的結論?! ¢_展了超大跨公路隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測研究,驗證了設計提出的支護襯砌參數(shù)、施工開挖方案的正確性;驗證了III類圍巖段錨桿長度的合理性,得出了錨桿軸向應變分布規(guī)律、錨桿最大應變位置和最大應力值。對現(xiàn)場隧道施工具有較大參考價值?! ∷淼罓I運期間的安全性應當受到關注,考慮到各種因素的隨機性,開展了超大跨公路隧道襯砌結構的可靠度分析,給出了各種不確定性因素對各截面內(nèi)力值的相對重要性;揭示了影響隧道結構安全的最重要因素;計算分析了現(xiàn)場隧道結構的可靠指標?! ”疚难芯亢w了超大跨公路隧道開挖力學行為的諸多方面,包括:結構方案比選、開挖力學行為模擬、開挖跡面對穩(wěn)定性的影響、室內(nèi)模型試驗、現(xiàn)場監(jiān)測和可靠度分析等,工作較系統(tǒng)且全面,可為超大跨隧道設計與現(xiàn)場施工提供可靠的技術保證,對類似超大跨隧道工程也有借鑒意義?! ?
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