【博士】超大跨公路隧道開挖力學(xué)行為研究【2009】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：東北大學(xué)　　學(xué)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(yīng)，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(fēng)險也急劇增大?，F(xiàn)行規(guī)范只能指導(dǎo)三車道及以下跨度隧道的設(shè)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。　　本文采用數(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(guān)研究工作。　　對超大跨公路隧道斷面型式進行比選，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(xué)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(jié)構(gòu)在施工過程中力學(xué)行為的時間、空間效應(yīng)，建立起開挖跡面與圍巖穩(wěn)定性的關(guān)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(yīng)，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(jié)論?！　￠_展了超大跨公路隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測研究，驗證了設(shè)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(yīng)變分布規(guī)律、錨桿最大應(yīng)變位置和最大應(yīng)力值。對現(xiàn)場隧道施工具有較大參考價值。　　隧道營運期間的安全性應(yīng)當(dāng)受到關(guān)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)安全的最重要因素；計算分析了現(xiàn)場隧道結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)?！　”疚难芯亢w了超大跨公路隧道開挖力學(xué)行為的諸多方面，包括：結(jié)構(gòu)方案比選、開挖力學(xué)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(shè)計與現(xiàn)場施工提供可靠的技術(shù)保證，對類似超大跨隧道工程也有借鑒意義?！　?

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