浅论大跨度小净距隧道施工力学行为研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文大跨度小净距隧道施工力学行为研究姓名：张冰申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：夏元友20080401武汉理工大学硕士学位论文摘要隧道工程是一个经验性极强的学科，长期以来都是凭经验设计施工。但对于大跨度小净距隧道，可借鉴的设计与施工经验较少，隧道的设计和施工遇到一些技术上的问题。本文以在建的二广高速公路西岸隧道为依托，较为全面地介绍了监控量测的作用及实用方法，并对监测到的支护结构位移和内力数据进行整理分析，判断大跨度小净距隧道支护结构的稳定性。同时，较为系统地介绍了位移反分析方法研究的历史与现

2、状，叙述了弹塑性问题的位移反分析理论，研究了位移反分析在隧道工程中的应用。首先，对现场监测的方法手段以及注意事项作了分析和总结，并将量测的数据绘成曲线。通过对v级围岩监测曲线的分析表明，在开挖过程中，仰拱开挖会造成较大的围岩变形，因此应尽量缩短仰拱的开挖封闭时间。当洞内出水较多时，为防止拱脚岩层的软化造成拱架坍塌事故，必要时应在导坑内加设横向支撑。其次，简要介绍了同济曙光反分析软件在隧道工程位移反分析中的运用及操作流程，并以围岩及支护体的已知参数和拱顶下沉实测数据为基础，对围岩进行反分析。结合各个施工步的监测数据，排除异

3、常的监测数据。每次反分析都基于对应的施工步进行，并对其它施工步的位移进行预测，与实测的位移进行对比。通过多次的反演分析获取反演参数，反演参数取各次反分析结果的平均值。并用ANSYS建立大跨度小净距隧道的平面开挖模型，将反演得到的围岩弹性模量值El和围岩加固圈弹性模量易，运用反演正算法检验反分析结果，及应用反分析结果进行正分析。本文得出的最终反演参数正分析的结果基本符合后续施工步的实测位移，较好的验证了本文的反分析模型，位移反分析方法。最后，对Ⅳ～V级对围岩变形及应力的分析。在Ⅳ级围岩的开挖过程中，围岩总的变形趋势为拱顶下

4、沉，两侧边墙张开，而仰拱向上移动。最终在隧道上方形成一个U字槽，而两隧道间形成拱形。对于V级围岩，在导坑开挖时，由于临时钢架的与上部核心土的共同作用，有效的减小隧道上部围岩的变形。上部核心土开挖时，围岩变形很大，必要时，应在隧道拱顶处加设锚杆，以避免塌方事故的发生。关键词：大跨度小净距隧道，监控量测，位移反分析，弹塑性，正演分析武汉理工大学硕士学位论文AbstractItiSwellknownthattunnelconstructionisasubjectmuchdependedonexperience，andtunne

5、lshavebeendesignedandconstructedbyexperienceforalongtime．However,astoneighborhoodtunnelwithlargespan，thereislittleexperiencetobelearned，asaresult，manyproblemscomeintobeinginitsdesignandconstruction．BasedonXi’antunnelinErguanghighwayconstruction·in·progress，thethe

6、sisfirstlyintroducesthemonitoringmeasurementandtheroleofpracticalmethodsexplicitly,thenanalysesthedisplacementofthesupportingstructureandintemalforcesfrommonitoring，andlastjudgesthestabilityofsupportingstructure．Atthesametime，thehistoryandcurrentsituationofdispla

7、cementbackanalysisissystematicallyintroduced．Andbasedonanactualproject，thethesispresentsitsapplicationinthetunnelproject．Thisthesisfirstlysummarizestheon-sitemonitoringmethodsandtheattentions，andthenplotsthecurvethroughthemeasureddata．Fromtheanalyzingofthecurves0

8、fVlevelrocksurrounding,itindicatesthat，theexcavationofinvertedarchwillcausebigdisplacement，anditisbesttoreducetheexcavation&enclosedtime．Topreventthecave·in，la