文档介绍：中南大学
硕士学位论文
单拱四车道公路隧道断面设计优化与施工力学研究
姓名:曾中林
申请学位级别:硕士
专业:岩土工程
指导教师:李亮;杨小礼
20061101
摘要度要比隧道以外的道路宽度要小,成为制约交通量的一个重要因素。解决这个问题的办法就是修建多车道隧道,并且使隧道的宽度与隧道以外的道路宽度一致,这就提出了单拱四车道公路隧道的建设问题。从经济技术上考虑,单拱四车道公路隧道的扁平率远小于两车道和三此,针对单拱四车道公路隧道的设计和施工问题进行系统的研究具有结合岩土材料的非线性特性,对大跨度隧道开挖过程计算理论进行讨论。在此基础上采用数值计算分析了不同扁平率下隧道断面的力优化时,引入了层次分析法,介绍其基本原理、步骤,并计算分析了过程。介绍了大跨隧道施工方法,包括基本施工方法和辅助施工方法双侧壁导坑法、台阶法、中隔壁法等开挖过程进行数值模拟,分析了各开挖法中围岩和支护的力学响应,并对各开挖方法进行比较,选择适合大跨度隧道施工的方法,为大跨度隧道的设计和施工提供参考。关键词单拱四车道公路隧道,数值模拟,断面优化,施工力学经济的快速发展迫切需要提高交通运输量,而通常由于隧道的宽车道公路隧道,其断面力学特性和施工力学特性都明显不同于两车道和三车道公路隧道,而且现行公路隧道设计规范对此也没有提及。因重要的意义。学响应和稳定性,分析其变化规律。在单一目标优化时,分别考虑了应力集中、洞周收敛、塑性区面积及开挖面积为优化目标。在多目标以应力集中、洞周收敛、开挖面积等为优化目标的隧道断面优化决策的分类、适用范围、优缺点等。采用有限差分程序对全断面开挖法、
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作者虢肇师签名乒巫魄必瑚日日期:碰年鮛上日原创性声明关于学位论文使用授权说明的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文;学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特以标注和致谢明。作者签名:
第一章绪论问题的提出随着我国高速公路建设的快速发展。尤其是随着国家西部开发战略的实施。高速公路建设向山区不断延伸。山区及西部地区多崇山峻岭,地形地貌、工程水文地质条件极其复杂,同时为了避免对山区地形的过度破坏、大挖大切、高填乱弃、引发滑坡泥石流等地质灾害、破坏山区河谷水系统及生态环境;另一方面因公路标准特别是高速公路标准的规定、线路平、纵曲线的要求和地形地质的限制,在沿河谷或山区地段的复杂水文与工程地质条件下修建隧道的情况越来越多,如湖南省张家界至桑植县二级公路、吉首至茶洞高速公路、邵阳至怀化高速公路和兰国道、浪拇ㄎ鞑僚手ǘ胃咚俟贰国道都江堰至汶川段高速公路等线路上的隧道。最为典型的是对湘西、渝东南和黔东南经济发展特别是湘西旅游资源开发和旅游经济发展起重要作用的长沙至重庆公路通道吉首至茶洞高速公路段就有座隧道。经济的快速发展迫切需要提高交通运输量,而通常由于隧道的宽度要比隧道以外的道路宽度要小,成为制约交通量的一个重要因素。解决这个问题的办法就是修建多车道隧道,并且使隧道的宽度与隧道以外的道路宽度一致。于年建成通车的沈大高速公路全长ɡ铮K蛩某档栏咚俟罚它的建设开创了我国高速公路建设的新纪元,素有“神州第一路”的美誉。随着时间的推移和车流量的逐渐加大,沈大高速公路已不堪重负。年眨沈大高速公路全线封闭进行改扩建,经过专家的反复论证,沈大高速公路由双向四车道改扩建为双向八车道,这也就带来了韩家岭四车道公路隧道的设计与施工问题,该工程被国务院批准为“十五”期间重点改扩建项目,也是交通部确定的高速公路改扩建示范工程【”。沈大高速公路改扩建工程方案吸取了我国高速公路由于缺乏超前意识而带来的教训,它告诉我们不能用静止的观点规划高速公路,眼光要长远,重复投资、重复建设是一种更大的浪费。因此,四车道公路隧道的出现是时代的要求。大断面隧道具有如下优点:谏角卮笄乓话阄K某档溃蠖厦嫠淼烙胩卮笄畔谓臃奖悖扌修建过长的引桥。蠖厦嫠淼牢薹奖悖薹延玫停凰淼滥诼访嫖奘保淼牢扌虢整个隧道断面封闭,保证交通正常有序运营。同时,四车道公路隧道具有提高车速、缩短里程、节约燃料、节省时间等明生馥太兰亟±堂僮论塞簋鱥金
显的优点。但四车道公路隧道也有很多复杂的问题亟待解决。四车道公路隧道的设计理论和施工工艺借鉴三车道公路隧道的理