财神梁隧道开挖与支护衬砌结构力学行为研究

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1、分类号U45单位代码10618密级学号106270313硕士学位论文论文题目：财神梁隧道开挖与支护衬砌结构力学行为研究StudyonMechanicsBehavioroftheExcavationandSupport-LiningStructureinCaishenliangTunnel研究生姓名：黄湖星导师姓名、职称：徐林生教授、博导申请学位门类：工学专业名称：结构工程论文答辩日期：2009年3月日学位授予单位：重庆交通大学答辩委员会主席：评阅人：2009年3月重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明

2、：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编

3、入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要在隧道工程的建设中，围岩与支护结构的受力特征是最引人关注也是研究得最多的课题，也是隧道建设的关键所在。在我国中、西部公路建设的高潮中，设计了许多深埋特长公路隧道，因为过去建设较少，研究成果不多，因此对深埋特长隧道围岩与支护结构进行受力分析，从而在施工中判断围岩稳定性具有重要的意义。本文通过查阅大量文献，在前人的研究成果基础上，以杭州至兰州高速公路财神梁隧道为依托，运用美

4、国大型分析软件ANSYSY土工程分析软件进行数值模拟，对Ⅳ、Ⅴ级围岩典型断面围岩受力、变形特性及支护衬砌结构受力分析总结，得到了围岩变形的时空效应以及围岩应力、喷射混凝土层内力、钢支撑轴力以及仰拱、二次衬砌内力的情况。在对数值模拟结果分析后，得到了公路隧道施工中围岩和支护系统的受力和变形规律，可为同类工程提供有益的借鉴。主要得出内容如下：1、深埋隧道在高初始地应力、特殊岩层情况下，近水平层状结构围岩与支护结构拱顶和拱肩受力大，边墙部位受力小的分布特性。2、有限元数值模拟分析表明：在围岩整体结构较差的深埋隧

5、道中采用台阶法开挖支护结构更稳定，而围岩整体结构较好时采用全断面法开挖，支护结构受力更均匀、合理。3、隧道位移较高的部位在边墙和拱脚处，相对较集中，是最易失稳的区域，但隧道周围的围岩都没有屈服。4、通过开展对财神梁隧道得到数值计算，得到的相关数据信息表明：围岩变形量被控制在合适的范围内，拱顶基本稳定，设计采用的支护参数是安全可行的。关键词：深埋特长隧道；支护结构；稳定性；初期支护；二次衬砌；数值分析ABSTRACTIntheprocessoftunnelconstruction,thereliabilit

6、yofsurroundingrockandsupportingstructureisthemostimportantproblemwefocuson,andmoreandmoreresearcherspaymoreattentiontothisfield,itisalsothekeycomponentofthetunnelconstruction.Therearesomanydesignsofthelongdeeproadtunnelsinthemiddleandwestofourcountry,whic

7、hareshortageofconstructionexperienceandresearchinthepast.Sothesignificanceofstudyingonexcavationandtheresearchofreliabilityofsurroundingrockandsupportinginthelong-deeproadtunnelisveryimportantfortheconstructionofthetunnel.Onthebaseoftheresearchresultsofth

8、epreviousresearchers,alotofreferencesandexperienceswereusedasanimportantsourceinthisthesis.AccordingtotheCaishenliangtunnelinthehighwayfromHangzhoutoLanzhou,thenumericalanalysesofthestresssituation,deformationproper