双洞小净距隧道设计、施工关键技术的应用研究

论文摘要

近年来公路隧道的数量不断增多,由于施工方法、地质、地形条件等因素的限制,双洞隧道的净距不能够达到规范规定的要求,因此需要采用小净距隧道或者连拱隧道等特殊结构形式进行施工,其中,小净距隧道能有效克服双洞隧道存在的质量问题,但是在小净距隧道设计、施工中仍存在着较多的技术问题,例如对于不同围岩级别、不同地质地形条件、特殊工况下的小净距隧道的合理净距取值、合理施工方法的选择、中夹岩体的加固方法、施工过程中及隧道建成后的长期安全性评价等,所以更加深入的对小净距隧道这种特殊隧道结构形式进行研究是非常必要的。本文依据邢汾高速公路花木沟小净距隧道工程的实际工程资料和岩石力学的基本理论,采用MIDAS/GTS有限元软件建立该小净距隧道工程的数值模型,对三种不同隧道施工方法的开挖过程进行数值模拟,通过比较分析隧道围岩及隧道支护结构的水平、竖向位移、主应力分布情况、塑性区分布情况等力学特征,得出了适用于本工程及类似的小净距隧道工程的合理施工方法;并通过改变隧道间的净距值,模拟隧道在不同净距工况下的开挖过程,分析隧道围岩主应力分布、塑性区分布与净距之间的关系,得出了本小净距隧道工程的合理净距建议值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 概述
• §1-2 国内外关于小净距隧道的研究现状
• §1-3 课题研究的意义及主要工作
• 1-3-1 对小净距隧道研究的意义
• 1-3-2 论文研究内容
• 第二章 小净距隧道有限元数值模拟的研究
• §2-1 计算范围、边界条件和模型单元类型的选择
• 2-1-1 计算范围
• 2-1-2 边界条件
• 2-1-3 单元选择
• §2-2 本构关系的选择
• 第三章 邢汾公路小净距隧道工程简介和隧道开挖的数值模拟分析
• §3-1 邢汾公路小净距隧道工程概况
• 3-1-1 花木沟小净距隧道隧址区工程地质条件
• 3-1-2 花木沟小净距隧道隧址区工程地质评价
• 3-1-3 花木沟小净距隧道主要工程地质问题评价
• §3-2 小净距隧道三种开挖方法的数值模拟
• 3-2-1 对于隧道施工方法的选择
• 3-2-2 小净距隧道数值模拟条件
• 3-2-3 模拟单元的选择
• 3-2-4 模拟施工开挖过程
• §3-3 施工过程模拟与计算结果分析
• 3-3-1 隧道单洞开挖完成时计算结果的分析
• 3-3-2 隧道双洞开挖完成时计算结果的分析
• 3-3-3 支护结构的力学特征对比分析
• §3-4 本章小结
• 第四章 小净距隧道的合理净距研究
• §4-1 影响小净距隧道净距取值的因素
• §4-2 不同净距下围岩力学特征的研究
• 4-2-1 隧道洞周围岩关键点的位移分析
• 4-2-2 不同净距下工况下洞周围岩的最大第一、第三主应力对比分析
• 4-2-3 不同净距工况下围岩塑性区的对比分析
• §4-3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• §5-1 结论
• §5-2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果