浅论大跨度公路隧道受力状态监测及分析研究

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1、中南大学硕士学位论文大跨度公路隧道受力状态监测及分析研究姓名：王亚奇申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：方理刚20080501摘要随着交通需求的急剧增加，国内外修建的大跨度隧道的数量越来越多，含有喇叭口的大跨公路隧道也相继在城市交通中出现。因隧道跨度较大，引起了许多相关的工程问题，如支护形式、施工方法、围岩稳定等。目前对大跨度隧道相关的研究还比较少，特别是含有喇叭口的大跨度隧道的工程经验更少，因此在施工中，对受力比较复杂的喇叭口段进行围岩受力分析和监控量测显得特别重要。本文结合福龙路隧道工程，通过理论分析

2、、现场试验和数值模拟，对喇叭口段围岩和支护结构的受力与变形状态进行分析，并对监控量测数据进行分析与反馈，主要研究内容如下：(1)采用椭圆孔问题的弹性理论，对隧道围岩二次应力状态分布规律进行分析，并分析了福龙路隧道围岩的二次应力状态的特点，为隧道稳定性判断和现场监测布置奠定了基础。(2)根据围岩的受力变形状态和工程实际，在喇叭口位置布设两个监控量测的断面，并确定了监控量测的项目：拱项下沉、周边收敛、围岩内部位移、锚杆应力、钢筋应力，监控围岩在施工过程中的变形状态和衬砌的受力状态。(3)通过对拱顶下沉和周边收敛数据

3、进行分析，得出合理的二次衬砌支护时间；用多点位移计监测围岩内部位移状况，确定围岩的松动范围；用锚杆应力计确定初级支护中锚杆的受力状态；用钢筋应力计监测二次衬砌上钢筋的受力情况。通过这些监测，实现信息反馈，更好的指导施工和为同类隧道提供工程经验。(4)建立三维有限元模型，对喇叭口扩梆开挖后的围岩应力和变形状态进行分析，使数值分析结果和监测数据的形成印证。关键词大跨公路隧道，围岩应力，监控量测，信息反馈，数值模拟ABSTRACTWiththerapiddevelopmentoftransportationdeman

4、dsaSwellasthelongandlargetunnelsconstructedbothathomeandabroad，bell．mouthedroadttmnelswithlarge—spanappearoneafteranotherintheurbantransportation．Duetothetunnels’largespan,moreandmoreengineeringproblemsarearoused，suchassupportingforms，constructionmethods，and

5、stabilityofsurroundingrocks．Sofar,therehaSbeenverylittleresearchonlarge．spantunnels，letalonetherelatedengineeringexperienceonbell—mouthedroadtunnelswithlarge—span．Asaresultstressanalysisandmonitoringmeasuresofsurroundingrockonbell．mouthedsectionwithcomplexst

6、ressstatearemoreimportant．CombinedtheFuLongtunnelofShenZhen,thestressandthedisplacementofthebell．mouth’Ssurroundingrockandthesupportingstructuresarestudiedbytheoriesanalysis，fieldmeasurementandnumericalsimulation，andthedataofmonitoringmeasuresareanalysedandf

7、eedbacked．ThemainresearchiSasfollows：(1)Useofellipticalholesoftheelasticitytheory,thetwosecondarystressconditionsoftheellipse—shapedtunnels’surroundingrockaresummarized，andthetunnelsurroundingrockofFulongroadareanalyzed．Thisisthefoundationofthestabilityjudge

8、mentandmonitoringmeasure．(2)Accordingtothesurroundingrockstressanddisplacement，t11esectionoftwomonitoringmeasureareascertained，andtheprojectofmonitoringmeasurearedefined，thisiSarchcrownsettlemen