仰拱型式對高水壓隧道受力狀態(tài)的影響分析.pdf

1、分類號U451密級單位代碼10618學號110060614a交通戈謦碩士學位論文論文題目：仰拱型式對高水壓隧道受力狀態(tài)的影響分析Analysisoftheinvertedarchtypeinfluenceofstressstateofhighhydraulicpressuretunnel研究生姓名：唐聞生導師姓名、職稱：高峰教授申請學位門類：工學專業(yè)名稱：橋梁與隧道工程論文答辯日期：2013年05月26日學位授予單位：重慶交通大學答辯委

2、員會主席：劉元雪評閱人：梁波2013年05月羅斌摘要隨著我國公路、鐵路等交通建設進入一個高速發(fā)展時期，我國西部地區(qū)的大城市間正在逐步形成高速公路網(wǎng)，由于西部多山的地理條件，在公路鐵路建設中將會遇到大量的高水壓隧道工程。在隧道施工中，仰拱是襯砌結(jié)構(gòu)的重要組成部分，仰拱的設置可以改善支護結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，有效地減小圍巖變形，對保證高水壓隧道圍巖和襯砌的穩(wěn)定性起到重要的作用。研究高水壓隧道襯砌結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)以及仰拱型式產(chǎn)生的影響作用成為重要的研

3、究課題之一。本論文的工作主要包括以下幾個方面：(1)介紹國內(nèi)外具有代表性的隧道工程高壓水害實例、高水壓隧道的研究動向以及仰拱對隧道襯砌受力影響的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了現(xiàn)有的研究方法和研究中存在的問題。(2)在襯砌外水壓力計算的理論基礎上，分析影響外水壓力的主要因素，討論現(xiàn)有的隧道襯砌外水壓力計算方法，并針對常用的折減系數(shù)法進行了研究分析，總結(jié)其取值方法和應用規(guī)律。(3)基于巖體滲流原理和基本計算模型，推導隧道滲流場分布，并與應力場耦合確定襯砌

4、外水壓力。(4)采用有限元軟件ANSYS對實際隧道工程開挖進行模擬，研究高水壓隧道襯砌的受力結(jié)果，并通過對8種不同的襯砌斷面型式進行計算，分析仰拱型式對襯砌結(jié)構(gòu)受力的影響，同時對不同圍巖級別和注漿厚度對襯砌受力的影響進行計算分析。(5)通過模擬計算分析，表明增大仰拱隅角處半徑和減小仰拱處半徑可以減小襯砌結(jié)構(gòu)的最大拉、壓應力和彎矩軸力，減小襯砌結(jié)構(gòu)薄弱位置的應力集中和塑性變形，增加襯砌結(jié)構(gòu)的強度和安全性。并得出不同條件下經(jīng)濟合理的隧道仰拱