复杂地层条件下隧道衬砌结构工作机理及施工过程数值仿真研究

发布时间：2017-12-12 14:18

  本文关键词：复杂地层条件下隧道衬砌结构工作机理及施工过程数值仿真研究

  更多相关文章： 隧道工程 开挖方法 有限元分析 衬砌结构 ANSYS 监测

【摘要】：随着经济的高速发展和城市化进程的不断推进,交通压力也随之增长,公路、铁路及市政建设等领域都得到了迅速发展,因此我国隧道及地下工程结构的建设数量是巨大的。隧道结构作为最基础的地下工程,对于其安全性的保障是非常重要的。隧道开挖施工过程是及其复杂的,在施工时围岩的稳定性以及受力、施工技术的选择都是需要研究的课题。本文在查阅大量文献资料的基础上,阐述了隧道各施工方法的基本原理和适用范围,总结了隧道及地下工程结构模拟时简化的设计模型及有限元分析的基本步骤,并分析研究了在ANSYS中模拟隧道及地下工程结构施工过程的实现与方法。并结合工程实际问题,在ANSYS有限元软件中建立隧道结构模型,对隧道施工时围岩与支护结构的相互作用进行了模拟分析,以及隧道结构二次衬砌结构的模拟分析,得到了围岩的位移量和在节点荷载作用下的衬砌结构内力,依据计算结果对围岩稳定和安全做出评估。除了对隧道衬砌结构的模拟,本文还依据某市地铁1号线隧道工程,依托该工程实例对暗挖法施工的地铁隧道工程开挖过程进行了模拟,对隧道土体的开挖通过ANSYS的循环命令来实现每天的开挖量,以及开挖后围岩面的位移和等效应力,通过对结果的分析来判断隧道开挖对周围岩体稳定性的影响以及结构的安全性,并依据有限元模拟分析来选择更加合理的物理参数,使设计更加完善。最后对甘肃省宕昌县沙湾镇境内的沙湾特长公路隧道采用现阶段隧道施工过程监测技术来采集隧道复杂地层条件下的各项变形量,通过位移的监测分析来评价隧道衬砌结构的稳定性以及确定二次衬砌的时间,并对类似地质条件下的隧道施工起到一定的指导作用。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.91

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本文编号：1282809