岩溶隧道桥隧相连段施工力学行为与支护结构受力特性研究

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1、岩溶隧道桥隧相连段施工力学行为与支护结构受力特性研究分类号密级编号CENTRALSOUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目岩溶隧道桥隧相连段施工力学行为与支护结构受力特性研究学科、专业研究生姓名张子洋导师姓名及彭立敏教授专业技术职务张运良副教授2008年5月5日原创性声明本人声明，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，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，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

2、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明。作者签名：日期：年关于学位论文使用授权说明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。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：导师签名日期：年月摘要随着我国交通建设事业的迅速发展，西部岩溶地区需要修建越

3、来越多的桥隧工程，同时由于受到地形及线形的限制，不得不采用桥隧相连这样一种特殊的新型结构形式，因此研究其施工阶段的力学行为特征以及不同的岩溶分布形式对桥隧相连段围岩变形特性的影响具有重要意义。本论文主要的研究工作如下：(1)充分调研，了解目前桥隧相连以及岩溶对隧道稳定性影响中存在的问题，以确定合理的研究目标。(2)以宜万线高阳寨隧道进口桥隧相连段为工程背景，采用MIDAS/GTS程序建立三维模型进行数值分析，得出在隧道的施工过程中桥台的开挖对隧道初期支护结构产生的影响具有空间效应，主要的影响区域为桥台所在区域，对其

4、邻近区域影响相对较小。(3)采用现场测试的手段，选择代表性断面对围岩接触应力、型钢以及喷射混凝土应力进行了跟踪量测和分析，结果表明，桥台的开挖具有明显的卸载和再次扰动效应，初期支护的各项力学指标显著增大，验证了数值计算的可靠性。(4)采用数值分析方法，研究不同溶洞分布方式、不同大小以及不同距离的情况下围岩变形、应力及塑性区分布规律，总结溶洞距隧道的距离以及溶洞的大小对隧道产生的影响，为类似工程提供一定参考。关键词岩溶隧道，桥隧相连，数值分析，现场测试，力学特征IABSTRACTWiththerapiddevelop

5、mentofChina'stransportationconstruction,moreandmoreofthebridgeandtunnelprojectneedtobuildinthewesternregion,duetoterrainandlinearconstraints,wehadtoadoptsuchaspecialbridgeandtunnellinkedstructure,sotheresearchoftheconstructionmechanicalcharacteristicsandin

6、fluenceofthedifferentdistributionformsofcavetobridgeandtunnellinkedsurroundingrockareofgreatsignificance.Theconcreteresearchofthispaperisasfollows:Firstly,theauthorfullyinvestigatedexistingdataandfoundouttheexistentproblemsinbridgeandtunnellinkedsegment,thende

7、terminedreasonableresearchgoals.Secondly,accordingtotheGaoyangzaitunneloftheYiwanrailway,thethree-dimensionalmodelisestablishedbyusingofMIDAS/GTS,andtheimpactofbridgeabutmentonthetunnellinerisstudiedwhenthecaveisinthesideofthetunnel.Thirdly,bymeansofFieldtest,

8、therockcontactstress,thesteelframestressandtheshotconcretestressofrepresentativecross-sectionaremonitoredandanalyzed,duringtheexcavationofabutmentofthemechanicalcharacteristics.The