安晋浅埋隧道开挖地表沉降及安全分析

论文摘要

公路隧道作为公路的组成部分,在现在社会中扮演着十分重要的角色。公路作为国民经济的命脉,发挥着其他运输方式不可替代的作用。隧道的修建缩短了公路的里程,提高了公路路线的技术等级,改善了线性和交通运输条件,提高了车速,缓解了公路通行能力不足的矛盾。本文以安晋公路浅埋隧道为研究对象,介绍了该隧道项目的水文地质条件、隧道围岩情况、隧道的设计施工情况以及隧道开挖监控量测的相关工作。公路隧道在开挖过程中,将会引起周围围岩地表的沉降与变形及邻近建筑物构筑物的不均匀沉降,这种现象如果没有得到有效的控制,将不可避免的诱发各种灾害,甚至造成一定的经济损失和人员伤亡。因此就对隧道工程开挖提出了更高的要求和严格的限制。目前,将隧道开挖监控量测技术与有限元数值模拟技术相结合来指导具体的工程实践,目的在于能较为准确的预测公路隧道开挖对地表沉降变形的相关影响。本文用ANSYS有限元分析软件对隧道每开挖进尺一定距离后,地表变形、初期支护结构变形、隧道周围围岩在x,y方向的位移,拱顶沉降位移,锚杆支护应力变化、隧道围岩应力应变等情况进行三维有限元模拟计算分析,同时结合隧道施工过程中监控量测技术,通过与监控量测数据进行比较分析,得出本计算结果具有一定的可行性,进而对同类型的浅埋隧道工程设计开挖起到一定的参照指导作用。监控量测技术作为一种信息化施工手段,可以及时反馈各种施工动态,指导完善施工方案,进而确保工程质量。最后利用层次分析法对隧道开挖的各相关影响因素进行分析,综合评定了隧道地表安全稳定性情况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 隧道开挖地表移动的国内外研究现状
• 1.3 隧道开挖地表移动模拟研究存在的问题
• 1.4 浅埋隧道研究的目的及意义
• 1.5 论文研究的主要内容及方法
• 第二章 有限元基础理论
• 2.1 有限元分析
• 2.2 弹塑性有限元分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 隧道工程概况
• 3.1 浅埋隧道划分依据
• 3.2 项目概况
• 3.3 本章小结
• 第四章 浅埋隧道开挖模拟计算
• 4.1 ANSYS软件简介
• 4.2 隧道开挖模拟计算
• 4.3 本章小结
• 第五章 浅埋隧道监控量测
• 5.1 隧道工程监测
• 5.2 监测结果与计算结果的对比分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 层次分析法对地表稳定的安全分析
• 6.1 稳定性影响因素及层次分析
• 6.2 安全与措施
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 论文展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间公开发表的论文及参研项目