基于浅埋大跨度隧道施工超前支护效应研究

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1、分类号：TU921密级：公开UDC：单位代码：10424学位论文浅埋大跨度隧道施工超前支护效应研究焦守林申请学位级别：硕士学位专业名称：岩土工程指导教师姓名：尤春安职称：教授山东科技大学二零零九年五月论文题目：浅埋大跨度隧道施工超前支护效应研究作者姓名：焦守林入学时间：2006年9月专业名称：岩土工程研究方向：岩土力学理论及数值分析指导教师：尤春安职称：教授论文提交日期：2009年5月论文答辩日期：2009年6月授予学位日期：STUDYONADVANCINGSUPPORTEFFECTOFSHALLOWANDLARGESPANTUNNELCONSTRU

2、CTIONADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyJiaoShoulinSupervisor:ProfessorYouChun’anCollegeofCivilEngineeringandArchitectureMay2009声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成

3、果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificati

4、onatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要摘要本文以浅埋大跨度隧道为对象，研究了浅埋隧道定义、变形的力学特征、围岩稳定性、以及几种主要超前支护方式的支护机理和力学效应。在此基础上运用有限元方法对超前支护效应进行了数值模拟分析。论文首先介绍了浅埋大跨度隧道超前支护的发展以及研究现状，提出判别浅埋隧道新方法，并论述了隧道变形的力学特征和隧道监控量测，分析浅埋大跨度隧道围岩稳定性判据并提出新方法；然后建立隧道开挖过程中管棚的力学模型，并利用巴氏双参数地基模型对管棚进行受力分析，接着

5、运用VB编程对管棚支护参数进行优化设计；此外研究小导管对围岩加固原理和小导管参数设计，分析超前锚杆加固机理，并对支护工艺进行了初步探讨。根据毫山峪隧道实际的隧道超前支护方式，采用ANSYS有限元程序，对隧道超前支护开挖分别进行了二维和三维数值模拟，得到开挖过程中的围岩位移场、塑性区等，并对结果进行了分析。最后，针对三维和二维模拟结果进行了对比。关键词：浅埋大跨度，超前支护，管棚，小导管，ANSYS数值模拟.山东科技大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTBasedontheshallowandlargespantunnel,definitio

6、nofshallowtunnel,mechanicalcharacteristicsofdeformation,rockstability,supportmechanismandmechanicaleffectsofseveralmainadvancingsupportformsarestudied.Onthisbasis,effectofadvancingsupportisanalyzedwiththefiniteelementmethod.Firstly,bothdevelopmentandresearchstatusofadvancingsup

7、portonshallowandlargespantunnelareintroducedhomeandaboard,Secondly,newmethodofjudgmentofshallowtunnelisproposed,mechanicalcharacteristicsofdeformationandmonitoringmeasurementarediscussed,Then,stabilitycriterionisstudiedandonenewstabilitycriterionisproposed,Subsequently,themecha

8、nicalmodelofpiperoofduringtunnelexcavationisestablishe