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围岩变截面交岔隧道开挖和支护衬砌力学行为学士

收藏本文 2024-03-19 点赞:20034 浏览:85497 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着我国经济的持续、快速进展,水电等工程中涉及的隧道建设也随之进入。其设计的很多变截面交岔隧道,由于开挖及支护衬砌结构受力复杂,相互影响大,由此在开挖策略的确定、交岔处岩土体的加固,以及施工监控测量方面均有特殊的要求。由于交岔隧道(特别是变截面交岔隧道)在国内外的探讨成果较少,由此浅析隧道围岩及支护衬砌的力学和变形行为,探讨变截面交岔隧道围岩的变形机理,无论是对论述系统的改善,还是对地下工程的实际建设均具有十分重要的作用。本论文的主要探讨成果如下:1、收集和浅析了国内外交岔隧道在稳定性方面的探讨成果,然后对三维弹塑性有限元法在交岔隧道稳定浅析中的运用进行了具体浅析,着重浅析了其基本原理及实现步骤。2、以实际工程为例,首先进行了围岩初始应力场及锚杆作用机理探讨,建立了变截面交岔隧道的三维有限元计算模型,利用ANSYS有限元软件数值计算了交岔隧道分别处于Ⅲ级和Ⅳ级围岩环境下,采取两种不同的开挖方式进行施工时,隧道围岩及支护衬砌结构的应力场、位移场及塑性区分布特点。3、根据数值结果,探讨了围岩变形破坏的力学机理及其失稳影响因素。本探讨可为变截面交岔隧道的设计及施工提供科学合理的指导,为类似工程建设提供参考依据。关键词:变截面交岔隧道论文围岩论文支护衬砌论文弹塑性有限元法论文

    摘要4-5

    Abstract5-8

    1 绪论8-14

    1.1 不足的提出及探讨作用8

    1.2 工程实践8-9

    1.3 国内外探讨近况9-12

    1.4 本论文主要探讨内容、途径及技术路线12-14

    1.4.1 探讨内容12

    1.4.2 探讨途径12

    1.4.3 技术路线12-14

    2 工程概述14-23

    2.1 工程概况14-18

    2.2 工程地质18-23

    2.2.1 区域地质18

    2.2.2 地形地貌18-19

    2.2.3 地层岩性19-22

    2.2.4 地震22-23

    3 交岔隧道有限元浅析法基本论述23-31

    3.1 基本方程23-24

    3.2 线性不足有限元法24-26

    3.3 非线性不足有限元法26-31

    3.3.1 弹塑性本构模型27

    3.3.2 流动法则27-28

    3.3.3 屈服准则28-29

    3.3.4 弹塑性浅析策略29-31

    4 交岔隧道三维数值模拟31-41

    4.1 围岩初始应力场31-34

    4.1.1 自重应力场31-32

    4.1.2 构造应力场32-33

    4.1.3 初始应力场模拟33-34

    4.2 锚杆作用机理与模拟策略34-35

    4.3 基于有限元法的数值计算35-41

    4.3.1 计算范围35

    4.3.2 有限元网格35-37

    4.3.3 计算工况37-41

    5 交岔隧道力学行为探讨41-68

    5.1 基于开挖案例一的力学行为探讨41-52

    5.1.1 基于应力的力学行为探讨41-46

    5.1.2 基于位移的力学行为探讨46-52

    5.2 基于开挖案例二的力学行为探讨52-62

    5.2.1 基于应力的力学行为探讨52-57

    5.2.2 基于位移的力学行为探讨57-62

    5.3 基于不同开挖方式下的力学行为探讨62-65

    5.3.1 基于应力的力学行为探讨62-64

    5.3.2 基于位移的力学行为探讨64-65

    5.4 本章小结65-68

    6 结论与展望68-70

    6.1 主要结论68-69

    6.2 倡议与展望69-70

    致谢70-71

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