【碩士】單拱四車道公路隧道破壞機(jī)理的模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究【2010】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：中南大學(xué)　　學(xué)位年度： 2010年　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的增長，為了滿足日益增長的交通量的需求，需要采用大斷面隧道的形式通過山嶺地帶。而在設(shè)計(jì)中通常采用扁平率較大的拱形結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算時(shí)不可避免地碰到施工力學(xué)不明確，襯砌厚度等參數(shù)只能參考經(jīng)驗(yàn)值，帶來了運(yùn)營后隧道襯砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不同程度的變形、裂縫等問題，目前為止，我國涉及到大斷面公路隧道設(shè)計(jì)方面的規(guī)范條文并沒有得到具體的落實(shí)?！　∫虼?，在如何選擇襯砌參數(shù)以保證襯砌受力合理、隧道安全方面值得深入研究。　　論文討論了國內(nèi)外在進(jìn)行大斷面公路隧道研究方面的現(xiàn)狀，以龍頭山公路隧道為工程背景，基于相似關(guān)系理論，以幾何相似比、容重相似比為基礎(chǔ)相似比，以圍巖級別分組，基本控制物理力學(xué)參數(shù)的全相似性。通過采用千斤項(xiàng)加載模擬不同級別圍巖下的隧道襯砌的破壞荷載，在試驗(yàn)中對隧道模型的圍巖及襯砌之間的接觸壓力、襯砌、錨桿進(jìn)行了監(jiān)測。最終通過室內(nèi)模型加載試驗(yàn)得到了土壓力數(shù)據(jù)、二襯應(yīng)變、錨桿軸向應(yīng)變、隧道襯砌徑向位移變化值。　　與此同時(shí)，通過有限差分軟件建立三維模型，模擬分析了不同圍巖條件下、非偏壓及偏壓條件下，隧道襯砌結(jié)構(gòu)承受上部荷載時(shí)所表現(xiàn)出來的襯砌應(yīng)力規(guī)律、徑向位移變化規(guī)律、錨噴結(jié)構(gòu)力學(xué)規(guī)律、圍巖塑性區(qū)變化規(guī)律等。　　最后，通過將模型加載試驗(yàn)和數(shù)值模擬的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，得出了襯砌結(jié)構(gòu)在受到上部荷載作用時(shí)，在襯砌彎矩、軸力、裂縫的發(fā)生、發(fā)展方面的特點(diǎn)?！　?

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