高速公路隧道Ⅳ1級圍巖段仰拱分析及優(yōu)化設計.pdf

1、近年來隨著我國將建設中心轉(zhuǎn)向基礎設施的發(fā)展與完善，促進了高速公路事業(yè)的快速發(fā)展，而公路隧道作為影響高速公路建設發(fā)展的瓶頸因素，故其設計理念及施工方法的優(yōu)化對于提高整個交通事業(yè)的發(fā)展水平都是具有重大意義的研究內(nèi)容。
　　本文首先闡述了公路隧道研究的背景、現(xiàn)狀、目的及意義，然后對公路隧道圍巖及支護結構受力的計算的理論與方法進行分析介紹和研究總結，以此作為本文的理論基礎。
　　全文最主要的研究工作放在以下幾個方面：
　　1.

2、了解實際工程概況的基礎上，重點研究《公路隧道設計細則》中涉及圍巖亞級劃分的內(nèi)容，選定Ⅳ1級圍巖段隧道作為分析對象，確定隧道斷面形式，優(yōu)選新奧法作為施工方法，選擇臺階法作為開挖方案，同時設計支護及襯砌結構的材料和形式，論述圍巖穩(wěn)定的判別條件。
　　2.利用有限元軟件ANSYS及有限差分軟件FLAC3D取長補短相結合建立數(shù)值計算模型，包括平底隧道模型1、仰拱隧道模型2、平底隧道底部施加注漿錨桿模型3和平底隧道底部施加注漿錨桿且開挖掉2

3、0cm原巖澆筑C25素混凝土封閉襯砌結構的最優(yōu)化模型4。應用FLAC3D對以上四個模型進行靜力計算，比較各模型在隧道開挖過程中的變形和受力狀況。
　　3.分析比較四個模型隨開挖步的豎向位移、豎向應力和塑性區(qū)范圍的大小，以及支護和襯砌結構的變形和受力，綜合比較模型2與模型1的優(yōu)劣，分析研究模型3和模型4取消仰拱設置的效果，最后綜合比選出模型4作為最優(yōu)的設計和施工措施方案，從技術方面可以考慮Ⅳ1級圍巖段隧道取消仰拱的設置，選擇此模型方