文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
公路隧道二次衬砌承载能力与优化设计研究
姓名:杨昌贤
申请学位级别:硕士
专业:桥梁与隧道工程
指导教师:王志杰
20100501
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文目前国内隧道多采用新奥法设计与施工,与其对应的复合式衬砌是由初期支护、第防水层和二次衬砌所组成,且严格要求二次衬砌必须在围岩和初期支护变形基本稳定后才开始施工。对于初期支护的设计,业界现在已达成比较一致的看法,换句话说,在相同的开挖断面、相似的地质条件下初期支护设计都是大同小异的。但对于二次衬砌的厚度、是否需要配筋的看法则有很大的不同。而二次衬砌直接关系到开挖断面的大小和工程造价。本文通过现场试验并结合数值模拟研究的方法,对围岩压力和接触压力的分布规律以及二次衬砌安全性评价和优化设计作了初探。主要结论及成果如下:⒒谙殖∈挡庥ακ荩訧Ⅱ级、Ⅳ级、渡盥穸魏蚔级浅埋段围岩压力和接触压力分别进行统计分析,得到围岩压力和接触压力的分布规律以及二次衬砌分担围岩压力比例;⑼ü员菼级、Ⅳ级、渡盥穸蜗殖∈挡馕а已沽τ刖湮а依砺奂扑憬峁得到对应围岩级别围岩压力分别适合采用普氏理论、太沙基理论以及隧规理论计算比较符合实测情况。⑼ü邢拊J的D夥椒ǎ芯苛瞬煌嘌沽ο凳统钠龊穸榷运淼辣湫魏湍力的影响,对二次衬砌安全性进行了评价并得出了二次衬砌的最小安全厚度:⒁怨こ淘旒畚D勘旰捎媚诓糠:ń⑹P停越峁骨慷群团浣率为约束条件,对二次衬砌的厚度和配筋进行优化分析。关键词:公路隧道;监控量测:二次衬砌分担压力比例;优化设计;数值模拟
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学位论文作者签名:砀昌噎日期:/序岁日学位论文版权使用授权书西南交通大学加年槐C茉唬褂帽臼谌ㄊ椤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。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于C芸冢年解密后适用本授权书;朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭指导老师签名:日期:
学位论文作者签名:杨曷瑟西南交通大学学位论文主要工作毕声明日期:】年本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下:ü訧级、Ⅳ级、渡盥穸魏蚔级浅埋段现场实测围岩压力和接触压力的统计分析,得到相应围岩级别围岩压力和接触压力分布的一般规律、二次衬砌分担压力比例以及相应围岩级别的围岩压力分别采用普氏理论、太沙基理论以及隧规理论计算比较符合实测情况。ü邢拊H砑嗀,分别探讨侧压力系数变化和衬砌厚度变化对隧道结构变形和内力的影响,并对二次衬砌安全性进行评价,找出二次衬砌的最小安全厚度。岷螦对隧道的二次衬砌的受力分析,以工程造价为目标函数,并运用内部罚函数法建立数学模型,以结构强度和配筋率为约束条件,对二次衬砌的厚度和配筋优化进行了探讨。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。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或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
第绪论问题的提出及研究意义西南交通大学硕士研究生学位论文伴随着现代交通的不断发展、国家中长期铁路网规划的实施以及高速公路的大量规划和修建,为了更好的满足线路的技术指标,同时缩短行车里程,提高交通效益,使得隧道的优越性日益显著,其修建数量也目益增多。虽然目前采用单层衬砌作为隧道的初期支护和永久支护在世界上很多国家也得到了广泛的应用,如美国、挪威、德国、瑞士、法国、美国、巴西、加拿大、芬兰、南非、日本、比利时和西班牙等国还制定了相应的设计和施工规范¨谝灿胁糠炙淼啦捎昧说ゲ愠钠鲎魑S谰弥Щぁ5由初期支护、防水层和二次衬砌组成的复合式衬砌目前在隧道界还是占主流的。我国的《铁路隧道设计规范》娑ǎ核淼烙ι璩钠觯⒂τ畔炔捎酶春鲜匠钠觯叵滤不发育的段а业亩趟淼溃刹捎门缑VЩぃ弧豆匪淼郎杓乒娣丁贰】也有类似规定:公路隧道应作衬砌,根据隧道围岩地质条件、施工条件和使用要求可分别采用喷锚衬砌、整体式衬砌、复合式衬砌。高速公路、一级公路、二级公路的隧道应采用复合式衬砌;三级及三级以下公路隧道,在级围岩条件下,隧道洞口段应采用复合式衬砌或整体式衬砌,其它段可采用喷锚衬砌。其次,以新奥法作为我国山岭隧道的主要设计、施工理念也决定了我国必须采用复合式衬砌。新奥法作为隧道施工设计应用最广泛的方法,是以岩体力学特性、岩体变形特性以及莫尔学说为基础,维护和利用围岩的自稳能力,并考虑到隧道掘进空间