浅谈水下隧道最小覆盖厚度的研究

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1、Y，娴籍铭分类弓Tu4密级。币位代码10川8学号042704()2墨麽交通戈訾硕士学位论文论文题目：水下隧道最小覆盖厚度的研究ResearchontheSubmarineUbmarineThnnel’sMinimumCoverThickness研究生姓名：逝丝导师姓名、职称：蒋树屏研究员工学博士申请学位门类专业名称：论文答辩日期学位授予单位：重庆交通大学答辩委员会主席：刘新荣评闯人：刘元雪2007年3月肖了林重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立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

2、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。⋯⋯签心带日期：≯『年罗月引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。⋯姗签心蛑日期：川年；月≥7日指导教师签名：日期：词年／磊竹弓月弓1日l摘要5在水下隧道施工中，覆盖层厚度对其安全性和经济性起着重要的决定

3、性作用。一方面，如果覆盖厚度过薄，水下隧道在施工中就会发生崩落、坍塌和涌水等事故，从而影响隧道的安全性；另一方面，如果覆盖厚度过厚，水下隧道的长度和作用在衬砌上的水势能荷载就会增大，从而增加隧道资金的投入。因此，在安全和经济方面存在一个水下隧道的最小覆盖层厚度。我国在水下隧道方面正处于起步阶段，现在还没有这方面的经验可用。因此，合理的确定水下隧道最小覆盖厚度是地下工程中一个急需研究解决的课题。本文以重庆朝天门两江隧道为研究背景，对以上问题进行了初步研究。首先，本文应用结构力学和材料力学强度理论推导出隧道自承拱厚度公式；再应用极限平衡分析方法，推导出自承拱推力线方程；最后，根据古典罗马拱

4、理论，得出水下隧道最小覆盖厚度满足的关系式和一些对实际工程有较大参考价值的结论。为了应用工程类比法和数值分析对最小覆盖厚度的理论公式进行验证，将该理论公式应用于重庆朝天门两江隧道，得出了该隧道的最小覆盖厚度。其次，根据国内外已建成的水下隧道资料，采用工程类比方法确定水下隧道的最小覆盖厚度。通过对重庆朝天门两江隧道和已建成的水下隧道的水深、覆盖厚度、岩层性质等相关信息进行归类对比，确定出该隧道的最小覆盖厚度。该结果与解析公式计算结果完全一致。最后，考虑流固耦合，应用有限元对水下隧道进行计算分析。通过水下隧道开挖引起围岩的拉应力和拱顶位移与标准隧道对比，得出了重庆朝天门两江隧道最小覆盖厚度

5、。该计算结果与上述两种方法所得结果完全吻合。综上所述，本文推导的水下隧道最小覆盖厚度公式经工程类比法和数值分析法验证，该公式准确适用，同时不失一般性。从而为更加合理的确定水下隧道最小覆盖厚度的研究提供了有益的探索与尝试。关键词：水下隧道；覆盖厚度；解析计算i工程类比；数值分析摘要6ABSTRACThthc肌hnarinetllnnelcon咖面On'也ccov盯thic：Imessplays也ed∞isiveroletoitss∞uIi哆and也eco吐．0nthe∞ch锄d，ifthecov盯血ichessof锄h谢i∞nlnndi8too舳1aⅡtlhenmnelwillcolla

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