大跨度小净距公路隧道施工方法的数值模拟分析

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1、西南交通大学硕士学位论文大跨度小净距公路隧道施工方法的数值模拟分析姓名：金虎申请学位级别：硕士专业：桥梁与隧道工程指导教师：何川20100501西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要小净距公路隧道是一种介于分离式公路隧道和连拱式公路隧道之间的隧道结构形式。该结构形式比连拱式隧道施工工艺更为简单，且易于防水处理和控制造价。与分离式隧道相比较，由于双洞净间距较小，施工相互影响大，在设计和施工中存在一些关键问题需要解决。本文以工程实例为背景，对大跨度小净距公路隧道力学理论及弹塑性理论计算方法进行了研究，并对大跨度小净距公路隧道施工方法数值模拟进行了数值分析。为大跨度小净距公路隧道设

2、计和施工提供了理论依据和指导。本文的主要研究内容如下：1．结合岩土材料的强度特性及本构关系，在比较了各种岩土本构模型基础上，推导了适用于有限元计算的弹塑性增量本构关系的矩阵表达式；2．分析了浅埋偏压小净距大跨度隧道的成因，得出了大跨度小净距隧道的基本特点，并结合工程实践，比较了大跨度小净距隧道的基本施工方法及辅助施工方法；3．采用有限元单元法对大跨度小净距公路隧道CRD法和双侧壁导坑法施工力学■行为进行了数值模拟，并就这两种施工方法的每一步开挖过程中的应力、位移及支护内力情况进行了详细的分析，并得出相关结论，对今后大跨度小净距隧道的设计和施工提供了一定的理论基础。关键词大跨度小

3、净距隧道；有限单元法；施工方法；数值模拟西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractTheneighborhoodhighwaytunnelwithisatunnels缸。uctIlrewhichinterposesbetweentheseparabletunnelsandmulti—archtunnels．Suchtunnelstructuresarelesscomplicatedthanmulti．archtunneltechnology,easiertobedealtwithwater-prooftechnologyandlimittheconstruction

4、expensesaswell．Owningtotwo—holespacingissmallerandtheinteractionbetweentwotunnelsisfairlyserious．Thus，therearestillseveralkeyproblemsneededtobesolvedduringthedesignandconstructionprocedure．Takingthepracticalengineeringasexample，thisthesisisdevotedtomechanicstheoreticalandthecalculationmethod

5、softheelastic-plastictheoryoftheneighborhoodhighwaytunnelwithlargespan．Thenumericalsimulationanalyticalontheconstructionmethodfortheneighborhoodhighwaytunnelwitlllargespanisanalyzedaswell．Thisisachievedtosupplybasisandsupervisefordesignandconstructionoftheneighborhoodhighwaytunnelwithlargesp

6、an．Themaincontentsarefollows：1．BasedOilcomparingthevariousconstitutivemodelofthegeotechnical，theexpressionofmatrixforthefiniteelementmethodforelastic-plasticincrementalconstitutiveisdeducedbycombiningtheintensitycharacteristicsandconstitutiverelationofgeotechnicalmaterials．2．Thebasiccharacte

7、risticsoftunnelswithlargespanandsmallspacingisobtainedbyanalyzingthecausesofthe．Inaccordancewitllthepracticalengineering．comparedthebasicconstructionmethodsandauxiliaryconstructionmethodoftunnelswithlargespanandsmallspacing．3．Relyingonengineeringpr