黄土地区土岩变层中隧道结构体系受力特征研究

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1、分类号U451密级硕士学位论文黄土地区土岩变层中隧道结构体系受力特征研究StudyonForceCharacteristicsofLoessAreaTunnelStructureSysteminInterfaceofTheSoilandRock申请人姓名：康鑫指导老师：贠永峰（校内）刘新军（校外）专业名称：建筑与土木工程研究方向：隧道设计理论与优化西安科技大学二O一五年六月学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不

2、包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：论文题目：黄土地区土岩变层中隧道结构体系受力特征研究工程领域：建筑与土木工程硕士生：康鑫（签名）指导教师：贠永峰（签名）刘新军（签名）摘要随着国家西部大开发战略部署的实施，西部地区的基础建设也得到了火速发展，黄土地区公路、铁路、输水输气隧道也在逐年增多，所面临的施工与运营安全问题越来越多。所以说对黄土地区

3、隧道结构体系受力特征的研究是非常严峻的，因为大多数的黄土地区的隧道并非只处于黄土地层中，黄土地区的隧道处于土岩变层中的情况较多，因此对该地区的研究应当引起足够的重视。本文在对国内外黄土地区隧道研究现状及存在的问题大量总结的基础上，择取适合于黄土地区隧道研究的方法理论，即地层—结构计算模型，并根据工程实例，将黄土地区隧道分为处于黄土地层中的隧道和处于土岩变层中的隧道两大类，依托工程实例，应用ANSYS有限元大型计算软件，通过建立隧道洞室的有限元模型，对多种不同工况下的黄土地区隧道结构体系受力特征进行对比分析。通过对黄土层中

4、两种不同衬砌厚度隧道结构体系受力特征的研究，且对这两种工况下黄土层中隧道结构体系受力特征进行了分析比较。得到衬砌厚度的增加对隧道周围黄土是有影响的，在一定范围内，衬砌厚度小时，隧道结构发生的位移较大，衬砌的应力较大，而当衬砌厚度较厚时，隧道结构发生的位移较小，衬砌所的应力较小，隧道结构体系也就比较稳定。分别从土岩变层作用位置在隧道洞室墙脚处、拱脚处、拱上对黄土地区土岩变层中的隧道结构体系进行受力特征分析，对黄土层中的工况与土岩变层中的工况进行隧道结构体系受力特征的比较。得到土岩变层位置对土岩变层中的隧道结构体系是会产生一

5、定影响的，当其他各项条件一定时，土岩变层位置越接近地表，衬砌所须要承受的应力也就减小，隧道结构体系也就比较稳定。黄土地区土岩变层中的隧道结构体系下部岩体负担了一部分的力，阻止了隧道结构体系产生更大的变形。关键词：隧道；黄土；土岩变层；模型研究类型：应用研究Subject：StudyonForceCharacteristicsofLoessAreaTunnelStructureSysteminInterfaceofTheSoilandRockSpecialty：BuildingandcivilengineeringName

6、：KangXin（Signature）Instructor：YunYongfeng（Signature）LiuXinjun（Signature）ABSTRACTWiththeimplementationofthestrategicplanofthecountry'swesterndevelopment,infrastructureconstructioninthewesternregionhasalsobeenrusheddevelopment,loesshighway,railway,watergastunnelsar

7、eincreasingyearbyyear,constructionandoperationalsecurityissuesfacedbymoreandmore.Sothestudyofloessregionarchitecturetunnelstresscharacteristicsisveryserious,becausemostoftheloesstunnelareanotonlyintheloessformations,tunnelsloessareainsoilandrocklayersbecomeinmany

8、cases,sotheResearchintheareashouldbetakenseriouslyenough.MethodsInthispaper,thestatusofthetunneltheoryloessareasandproblemsathomeandabroadonthebasisofalargenum